View
1
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV GEOTECHNIKY FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF GEOTECHNICS
NÁVRH ZAJIŠTĚNÍ HLUBOKÉHO ZÁŘEZU THE DESIGN OF DEEP CUT SECURING
DIPLOMOVÁ PRÁCE DIPLOM’S THESIS
AUTOR PRÁCE BC. LENKA ŠTAINEROVÁ AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE ING. VĚRA GLISNÍKOVÁ, CSC. SUPERVISOR BRNO 2015
Abstrakt
Cílem práce je navrhnout ekonomické a hlavně bezpečné zajištění hlubokého zářezu, a
to jak ve fázi výstavby, tak po celou dobu užívání stavby. V první, rešeržní části
diplomové práce bude přiblížena problematika území výstavby
z inženýrskogeologického hlediska. Druhá část pak bude obsahovat geotechnický
výpočet konstrukce. Ve třetí části budou navrženy bezpečnostní doporučení ve smyslu
geotechnického monitoringu.
Abstract
The aim is to design economical and above all safe securing a deep notch, both in the
construction phase and throughout the use of the building. In the first part of the thesis
Background research will be given an idea of the construction of the geotechnical point
of view. The second part will contain the geotechnical design calculation. The third part
will be proposed safety recommendations in terms of geotechnical monitoring.
Klí čová slova
geologie, mechanika zemin, laboratorní zkoušky, inženýrskogeologický průzkum,
zárubní zeď, pilotová stěna, geotechnický monitoring, stabilita svahu, stupeň stability,
sesuv, kotvy
Key words
geology, soil mechanics, laboratory tests, engineering geological survey, retaining wall,
pile wall, geotechnical monitoring, slope stability, safety factor, landslide, anchors
Bibliografická citace VŠKP
ŠTAINEROVÁ, Lenka. Návrh zajištění hlubokého zářezu. Brno, 2015. 76s.,69s. příloh.
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. Ústav geotechniky. Vedoucí
diplomové práce Ing. Věra Glisníková, CSc.
Prohlášení: Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval(a) samostatně a že jsem uvedl(a) všechny použité informační zdroje. V Brně dne ……………….. .………………………………………. podpis autora
Poděkování
Chtěla bych poděkovat všem, kteří mi pomohli k vypracování této diplomové práce.
V první řadě děkuji vedoucí diplomové práce Ing. Glisníkové, CSc. za její ochotu a
pomoc. Dále firmě Geostar spol. s.r.o. za poskytnuté podklady a v neposlední řadě své
rodině. Za to, že mi studium umožnili a po celou dobu mě v něm podporovali.
7
Obsah
1 ÚVOD ...................................................................................................................... 10 2 TYPY SESUVŮ ....................................................................................................... 12
2.1 Plouživé pohyby ............................................................................................................. 12
2.1.1 Plouživý pohyb sutí a zvětralin ............................................................................ 12
2.1.2 Soliflukce ............................................................................................................. 12
2.1.3 Hlubinné plouživé pohyby horských svahů ......................................................... 12
2.1.4 Gravitační vrásnění ............................................................................................. 13
2.1.5 Vytlačování měkkých hornin na dně údolí .......................................................... 13
2.1.6 Pomalé pohyby horninových bloků na měkkém podloží – blokové sesuvy ........ 13
2.2 Sesouvání ....................................................................................................................... 14
2.2.1 Sesouvání zemin podél rovinných nebo mírně zvlněných smykových ploch ..... 14
2.2.2 Sesouvání pelitických hornin podél zakřivených, zpravidla válcových ploch nebo
zón, rotační sesuvy .............................................................................................................. 15
2.2.3 Sesouvání skalních hornin podél rovinných, zpravidla předurčených ploch ...... 15
2.2.4 Sesouvání podél složených smykových ploch ..................................................... 15
2.3 Stékání............................................................................................................................ 16
2.3.1 Zemní proudy, proudové sesuvy ......................................................................... 16
2.3.2 Přívalové suťové proudy, mury ........................................................................... 17
2.3.3 Sesuvy vzniklé vyplavováním písku ..................................................................... 17
2.3.4 Sesuvy senzitivních jílů ........................................................................................ 17
2.3.5 Subakvatické skluzy ............................................................................................. 17
2.4 Skalní řícení .................................................................................................................... 18
2.5 Další rozdělení sesuvů .................................................................................................... 19
2.6 Faktory porušující stabilitu svahu .................................................................................. 20
3 MOŽNOSTI SANACE SVAHOVÝCH POHYBŮ ................................................. 22 3.1 Úprava geometrie svahu ................................................................................................ 22
3.2 Odvodnění sesuvů .......................................................................................................... 22
3.2.1 Povrchové odvodnění ......................................................................................... 22
3.2.2 Hloubkové odvodnění ......................................................................................... 23
3.3 Sanace sesuvů rostlinným porostem ............................................................................. 24
3.4 Zárubní zdi ...................................................................................................................... 25
3.5 Svorníky a zemní kotvy .................................................................................................. 25
8
3.6 Pilotové a štětové stěny ................................................................................................. 27
4 MONITORING, MĚŘÍCÍ TECHNIKA .................................................................. 30 4.1 Využití geotechnického monitoringu ............................................................................. 30
4.2 Měření sil ....................................................................................................................... 31
4.2.1 Siloměry – dynamometry .................................................................................... 31
4.3 Měření pórových tlaků vody .......................................................................................... 32
4.3.1 Měřidla pórového tlaku ...................................................................................... 32
4.3.2 Otevřené piezometry .......................................................................................... 33
4.4 Měření posuvů na povrchu hornin a objektů ................................................................ 35
4.4.1 Geodetické metody ............................................................................................. 35
4.4.2 Přímé měření posuvů .......................................................................................... 37
4.4.3 Měření náklonů ................................................................................................... 39
4.4.4 Hydrostatická nivelace ........................................................................................ 39
4.5 Měření přetváření uvnitř horninového masivu ve vrtech ............................................. 39
4.5.1 Tyčový extenzometr ............................................................................................ 40
4.5.2 Magnetický extenzometr .................................................................................... 41
4.5.3 Křehké vodiče ...................................................................................................... 41
4.5.4 Přesná inklinometrie ........................................................................................... 42
5 INŽENÝRSKOGEOLOGICKÉ POMĚRY A PRŮZKUM LOKALITY................ 44 5.1 Inženýrskogeologické poměry ....................................................................................... 44
5.1.1 Geomorfologie .................................................................................................... 44
5.1.2 Geologie .............................................................................................................. 44
5.1.3 Hydrogeologie ..................................................................................................... 44
5.1.4 Geodynamické jevy ............................................................................................. 45
5.2 Inženýrskogeologický a hydrogeologický průzkum........................................................ 45
5.2.1 Inženýrskogeologické poměry ............................................................................ 45
5.2.2 Hydrogeologické poměry .................................................................................... 47
5.2.3 Geofyzikální měření ............................................................................................ 47
5.2.4 Geotechnické parametry zemin a hornin ........................................................... 49
5.2.5 Geotechnické rizikové faktory ............................................................................ 52
6 METODY VÝPOČTU ............................................................................................. 53 6.1 Stabilita svahu ................................................................................................................ 53
6.1.1 Rovinná smyková plocha ..................................................................................... 53
6.1.2 Pettersonova metoda – kruhová smyková plocha .............................................. 54
9
6.1.3 Bishopova metoda – kruhová smyková plocha................................................... 55
6.1.4 Sarma – polygonální smyková plocha ................................................................. 56
7 NÁVRH OPATŘENÍ A ŘEŠENÍ STABILITY ZÁŘEZU ....................................... 59 7.1 Sanační opatření a technologický postup prací ............................................................. 59
7.1.1 Odvodnění ........................................................................................................... 59
7.1.2 Navržená konstrukce a hloubení zářezu ............................................................. 60
7.2 Statický výpočet ............................................................................................................. 63
7.2.1 Vstupní parametry zemin .................................................................................... 63
7.2.2 Fáze výpočtu ....................................................................................................... 64
7.2.3 Posouzení kotev na vytažení kořene kotvy z horniny ......................................... 66
7.3 Kontrolní sledování ........................................................................................................ 68
8 ZÁVĚR .................................................................................................................... 71 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ ................................................................................ 72 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ ..................................................... 74 SEZNAM PŘÍLOH ......................................................................................................... 76
10
1 ÚVOD
Diplomová práce Zajištění hlubokého zářezu se zabývá setříděním dat z inženýrsko-
geologického průzkumu a následně jejich použitím při návrhu sanačních opatření
k zajištění zářezu. Protože se stavba nachází v sesuvné oblasti, je v teoretické části
věnována pozornost svahovým pohybům a jejich sanacím. Díky významnosti stavby a
složitým inženýrsko-geologickým podmínkám, je kladen důraz také na kontrolní
sledování i po dokončení stavby po celou dobu její životnosti.
Těleso zářezu se nachází na Slovensku, v Žilinském kraji, okresu Žilina na plánovaném
úseku dálnici D1 Lietavská Lúčka – Dubná Skala o celkové délce 13,5 km. Tento úsek
je součástí dálničního tahu D1 z Bratislavy přes Trenčín, Žilinu, Martin, Poprad, Prešov,
Košice a Michalovice až k hranicím s Ukrajinou. Zahájení výstavby se uskutečnilo 17.
června 2014, dokončení stavby je plánováno za 5,5 let.
Obr. 1.1: Mapa silnic a dálnic
Původně byl úsek rozdělen na dvě části, a to Lietavská Lúčka – Višňové a Višňové –
Dubná Skala. Jelikož podklady inženýrsko-geologického průzkumu byly poskytnuty
k původnímu úseku Lietavská Lúčka – Višňové, bude k němu vztažena i diplomová
práce. Trasa Lietavská Lúčka – Višňové má 5,4 km, vede jižně od Žiliny a prochází
v těsném kontaktu s pohořím Malá Fatra. Dálnice zářezem prochází v km 0,820 – 1,320.
11
Jedná se o oboustranný zářez s maximální hloubkou 20m. Zářez je hlouben ve složitých
inženýrsko-geologických poměrech ve flyšových sedimentech náchylných k sesuvům.
Obr. 1.2: Vizualizace úseku Lietavská Lúčka - Višňové
12
2 TYPY SESUVŮ
Existuje spousta typů dělení svahových pohybů. U nás se často používá dělení podle
autorů Nemčok, Pašek a Rybář (1974). Ti vypracovali dělení svahových pohybů na 4
hlavní skupiny, a to ploužení, sesouvání, stékání a řícení.
2.1 Plouživé pohyby
2.1.1 Plouživý pohyb sutí a zvětralin
Jedná se o pomalý pohyb způsobený povětrnostními vlivy, kdy v zimě dochází
k nakypření a zvednutí malých úlomků mrazem. Na jaře se úlomky nevracejí zpátky, ale
posouvají se po svahu vlivem gravitace. Jílovité sutě a zvětraliny v povrchových
vrstvách se po svahu pohybují účinkem plastického přetváření, které má charakter
ploužení (creepu). Obvykle se nevytváří smyková plocha. Pohyby probíhají pouze na
povrchu v širokých zónách, a to do hloubky, kam zasahují povětrnostní vlivy.
Častým jevem je tzv. hákování vrstev. Při tření mezi pohybující se sutí a skalním
podkladem dochází k vyvlečení a roztrhání vrstev skalního podloží. Vrstvy se pak
stávají součástí svahových sedimentů, které tak zvětšují svoji mocnost.
2.1.2 Soliflukce
Vzniká na trvale zamrznutém území táním povrchové vrstvy. V době letního tání dojde
k rozmrznutí jen do malé hloubky. Povrch je pak rozmáčen vodou uvolněnou táním i
dešťovou vodou. Podloží zůstává zmrzlé a tudíž nepropustné. Utvoří se rozbředlá
povrchová vrstva, která se na svahu pohybuje už i při jeho malém sklonu. Za
nepříznivých podmínek může k soliflukci dojít i u nás na horských svazích.
2.1.3 Hlubinné plouživé pohyby horských svahů
Probíhají na vrstevních plochách horských svahů a v horninách, které mají svoje dílčí
vrstvy odlučnosti (např. svor, fylit), bez vytvoření průběžné smykové plochy. Vlivem
povětrnostních vlivů dochází k rozvolňování skalních bloků, zvětšování puklin. Dalším
faktorem může být reziduální napětí, které se uvolní po vyhloubení údolí. Řadíme zde i
13
tzv. gravitační skluzy. Ty jsou následkem tektonických pohybů, kdy dojde k vyzdvižení
souvrství sedimentárních hornin. To se pak po starých tektonických plochách nebo
jílových vrstvách posouvá dolů směrem k úpatí.
2.1.4 Gravitační vrásnění
Bývá také velice pomalé, proto se řadí k plouživým pohybům. Je to např. shrnování
vrstev na strmých okrajích sedimentačních pánví. Nastává, pokud se mírné pánevní
prohnutí sedimentů v pánvi zvětšuje. Narůstá sklon vrstev a tím i tangenciální složka
napětí. Pokud je nad souvrstvím mocné nadloží, deformace se nemůžou výrazně
zvětšovat. K sesuvům dojde při odlehčení vrstev odejmutím nadloží. Pokud se
nakloněné vrstvy v patě svahu podříznou např. při zhotovení zářezu, může dojít i
k rychlému sesuvu.
2.1.5 Vytlačování měkkých hornin na dně údolí
Je to velmi pomalý proces. Řadí se zde deformace svahů vzniklé nakypřováním
měkkých jílů na dně erozních údolí nebo zářezů. K tomuto jevu dochází také na
náspech, které leží na neúnosném podloží. Pohyby probíhají podél dílčích smykových
ploch, mají charakter plastického přetváření. Po delším čase se jednotlivé smykové
plochy mohou spojit v jednu souvislou plochu. V takovém případě může nastat náhlý
sesuv.
2.1.6 Pomalé pohyby horninových bloků na měkkém podloží – blokové sesuvy
Tyto pohyby vznikají na svazích, kdy jsou v podloží měkké jíly a na nich spočívají
bloky hornin. Puklinami oddělené bloky hornin se na okrajích zatlačují do měkkých
jílů, které se pak vytlačují do stran a s sebou posouvají i pevné bloky hornin. Tím se
zvětšují pukliny v horninách, dolní část bloku se posouvá směrem dolů a horní část se
naklání proti svahu.
14
Obr. 2.1: Plouživé pohyby
2.2 Sesouvání
Sesouvání je poměrně rychlý pohyb hornin po zřetelné smykové ploše nebo zóně.
Rychlost pohybů je řádově v metrech až desítkách metrů za den. Rozdělení sesouvání je
dle Nemčoka hlavně podle tvaru smykové plochy.
2.2.1 Sesouvání zemin podél rovinných nebo mírně zvlněných smykových ploch
U nás je to častý druh sesuvu. Po pevném skalním podloží se sesouvá kvartérní pokryv.
V horní části vzniká tzv. odlučná oblast, která je od sesunutého bloku hornin oddělena
hlavní trhlinou. Hloubka povrchové porušené vrstvy nebývá obvykle větší než 2-3m.
Plocha sesuvu ale bývá rozsáhlá, proto se tyto sesuvy označují jako plošné. Plošné
sesuvy bývají aktivní působením vody, během sucha jsou dočasně uklidněné.
15
2.2.2 Sesouvání pelitických hornin podél zakřivených, zpravidla válcových ploch nebo zón, rotační sesuvy
Rotační sesuvy vznikají v slínech, jílech, jílovcích, jílovitých břidlicích a bývají
hluboké. Díky zakřivené smykové ploše dojde při sesuvu k rotaci a sesuté horniny se
tak naklánějí proti svahu. Odlučná oblast má konkávní tvar, na svahu se tvoří příčné
trhliny. V nich se může hromadit voda, která ještě více naruší stabilitu svahu. Pokud je
sesutá hornina hodně nasycená vodou, označuje se splaz jako zemní proud. V umělých
zářezech v jílovitých horninách mají smykové plochy malé rozměry. Oblast sesuvu se
může zvětšit rozšiřováním odlučné oblasti proti svahu. Vznikají dílčí válcové smykové
plochy, území sesuvu je nepravidelně zvlněné.
2.2.3 Sesouvání skalních hornin podél rovinných, zpravidla předurčených ploch
U nás jsou nejčastější sesuvy skalních hornin po vrstevních plochách, puklinách nebo
dislokacích pokud mají sklon ve směru svahu a pokud je jejich souvislost při patě svahu
porušena. U vrstevnatých hornin je často sklon vrstev shodný s maximálním možným
sklonem zaručujícím trvalou stabilitu svahu. Čím jsou vrstvy hladší, tím menší je
smykový odpor podél těchto vrstev. K porušení stability dojde vlivem povětrnostních
podmínek nebo např. vlivem vrásnění. V horských oblastech jsou skalní sesuvy více
nebezpečné, protože mohou nabýt charakteru skalního řícení.
2.2.4 Sesouvání podél složených smykových ploch
Obvykle vznikají v horizontálně uložených souvrstvích pelitických a písčitých
sedimentů. V horní části svahu bývá zpravidla nově vytvořená smyková plocha, kdežto
ve spodní části se sesuvné hmoty pohybují po některé z vrstev menší pevnosti, která je
vzhledem k ohybu vhodně uložena.
16
Obr. 2.2: Sesouvání
2.3 Stékání
Za stékání jsou označovány svahové pohyby, kde sesutá hornina je natolik nasycena
vodou, že pohyb má charakter tečení. Sesuvy bývají náhlé a poměrně krátké. Uvolněná
hornina rychle po svahu proteče a ukládá se na jeho úpatí.
2.3.1 Zemní proudy, proudové sesuvy
Mohou nastat tam, kde jsou časté i plošné sesuvy. Odlučná oblast v horní části svahu
bývá rozlehlá. Úzkým proudem z ní odtékají svahové suti a kupí se při patě svahu, kde
se tak tvoří oblast akumulační. Zemní proud se přizpůsobuje reliéfu povrchu. Probíhá
např. ve starém korytě potoka.
Existují i složené typy sesuvů. Hornina se může uvolnit podél zakřivené smykové
plochy jako rotační sesuv, a až dále při dostatečném množství vody nabýt charakteru
proudu.
Proudové sesuvy jsou přechodným typem svahových pohybů. Mají tvar proudu ale
menší rychlost než zemní proud. Často se vyskytují ve flyšových horninách na východní
Moravě a Slovensku.
17
2.3.2 Přívalové suťové proudy, mury
Suťové proudy jsou náhlé rychlé pohyby svahových sutí, někdy i vulkanického popela,
při vodních přívalech. Vznikají v suchých oblastech, kde území není chráněno vegetací.
Nesoudržné horniny za přívalových dešťů vytvářejí spolu s vodou suspenzi.
Mury jsou suťové proudy vzniklé v horských oblastech. Většinou k nim dochází ve
výšce nad hranicemi lesů nebo v roklích vyplněných úlomky hornin. Materiál z těchto
sesuvů obsahuje jak velké balvany, tak i drobnou hlinito-písčitou suť.
2.3.3 Sesuvy vzniklé vyplavováním písku
Řadí se zde sesuvy vzniklé buď vyplavováním písku, nebo jeho ztekucením. Ztekucení
hrozí spíše u jemných písku než u hrubých písků a štěrků. Na přirozených původních
svazích dochází k těmto pohybům, je-li písčitá vrstva najednou zavodněna vodou z výše
položeného zdroje.
V zářezech může ke ztekucení písků dojít při odstranění méně propustné vrstvy zeminy,
pod kterou leží zvodnělá písčitá vrstva. Dalším příkladem je ztekucení vysoce
pórovitých písků při náhlých otřesech, proudem vody nebo smykovými silami při
odkopání.
2.3.4 Sesuvy senzitivních jílů
Jílové sedimenty mořského původu se za určitých podmínek mohou měnit z pevného
stavu na viskózní kapalinu. Této vlastnosti se říká tixotropie. Senzitivní jíly se vyskytují
např. v Kanadě nebo Skandinávii v oblastech nad hladinou moře. Během staletích
senzitivní jíly ztrácejí svou pevnost. Je to způsobeno snižováním obsahu soli ve vodě
v pórech zeminy. Příčinou pohybů mohou být břehové eroze vodních toků nebo umělý
výkop na patě svahu, pokud tím odkryjeme vrstvu senzitivních jílů. Ta rychle odteče a
tak se poruší stabilita celého svahu.
2.3.5 Subakvatické skluzy
Probíhají po ukloněném dnu pod hladinou vody. Vznikají v nezpevněných sedimentech,
hlavně jílovitých nebo siltovitých a vápenitých kalech. Mohou se vyskytnout i ve
zvodněných písčitých náplavech. Rozměry skluzů bývají různé. Vrstvy sedimentů
18
mohou být jen zprohýbané nebo až roztrhané. Tvoří se v jezerech a na mořském
pobřeží, často v deltách. Mohou vznikat i vlivem seizmicity, kdy se sesouvají buď
povrchové usazené vrstvy, nebo dochází i k vytlačování měkkých pelitických hornin
z podloží. Někdy tyto pohyby přecházejí do podmořských turbiditních proudů.
Obr. 2.3: Stékání
2.4 Skalní řícení
Jako skalní řícení označujeme náhlé pohyby uvolněných bloků nebo komplexů vrstev ze
strmých skalních stěn. Mají spíše lokální charakter. Vyskytují se na strmých horských
úbočích, často v údolích, které byly předhloubeny horskými ledovci. Převládá volný
pád, smyková plocha nebývá výrazná. Tyto sesuvy mají různé rozměry. Upadávat
mohou jen jednotlivé kameny nebo celé skalní komplexy. Při úpatí svahu suť pokrývá
velkou plochu. Při těchto pohybech spolupůsobí několik faktorů jako zemská tíže,
rozpukání a tektonické porušení hornin, povětrnostní vlivy, podemletí nebo odkopání
skalních svahů, zemětřesení i úder blesku.
19
Obr. 2.4: Skalní řícení
2.5 Další rozdělení sesuvů
Sesuvy dělíme dle stáří na současné neboli recentní a staré. Staré sesuvy, které se za
dnešních klimatických podmínek nemohou opakovat, nazýváme sesuvy fosilní. Pokud
je tento sesuv pokryt jinými mladšími sedimenty, např. sprašemi, říká se mu sesuv
pohřbený.
Z inženýrského hlediska se sesuvy dělí dle stupně stabilizace na živé – aktivní, dočasně
uklidněné – potenciální a sesuvy trvale uklidněné – stabilizované. Aktivní sesuvy mají
tvary na povrchu čerstvé, jsou patrné trhliny, stromy bývají vychýlené, případné cesty či
stavby jsou porušené. Dočasné uklidněné sesuvy jsou ty, u nichž přetrvává příčina
svahových pohybů. Povrch je zarostlý, nebo porušený. Stabilizované sesuvy jsou ty, u
kterých se nemůžou opakovat podmínky jejich vzniku, ať už morfologické nebo
klimatické.
20
Podle půdorysného tvaru se rozeznávají sesuvy plošné, proudové a čelní.
Obr. 2.5: Půdorysné tvary sesuvů
2.6 Faktory porušující stabilitu svahu
Častým činitelem při vzniku svahových pohybů je voda
- Změna obsahu vody, více vody v pórech, vyšší tlak v pórech znamená menší
pevnost.
- Vnikání vody do jílovitých hornin, které se v předešlém období sucha
smrštily.
- Proudící podzemní voda působí tlak na částice zeminy, stabilita svahu se
zhoršuje. V jemných píscích a siltech proudění podzemní vody způsobuje
vyplavování zrn ze svahu. Podzemní voda taky může vyplavit rozpustný
tmel a negativně tak ovlivnit smykovou pevnost. Pokud je hladina podzemní
vody napjatá, působí na nepropustné vrstvy v podloží jako vztlak.
Dalšími faktory jsou
- Změna sklonu svahu
- Přitížení násypy
21
- Otřesy a vibrace
- Účinek mrazu
- Zvětrávání hornin
- Změny ve vegetačním porostu
Obr. 2.6: Faktory ovlivňující stupeň stability svahu
22
3 MOŽNOSTI SANACE SVAHOVÝCH POHYB Ů
3.1 Úprava geometrie svahu
Zvýšení stability svahu můžeme dosáhnout buď přitížením paty, nebo odlehčení koruny
svahu. Velikost přísypů a odlehčení v koruně závisí na druhu hrozícího svahového
pohybu. Např. v měkkých jílech musí být přísyp objemnější. Přísypy by také měly být
odvodněny, budují se pod nimi drény. Ochranné přísypy v jílech jsou velice účinné,
pokud jsou zřízeny včas. Mohou se tedy budovat i po částech při postupném hloubení
zářezu. Minimální tloušťka přísypu je dána nezámrznou hloubkou.
3.2 Odvodnění sesuvů
3.2.1 Povrchové odvodnění
Povrch sesuvného území bývá zvlněný, časté jsou trhliny, jimiž se voda může dostávat
dovnitř zemního tělesa. V trhlinách a prohlubních se mohou tvořit mokřadla. Je proto
důležité povrchovou vodu odvést. Musí se odvést voda ze všech potoků na sesuvném
a přiléhajícím území, a všechny prameny, které na území sesuvu vytékají.
Jako první rychlé řešení se používá plastového potrubí. Lze je snadno překládat, ale
v zimním období může zamrzat. Toto opatření vede k částečnému uklidnění sesuvu.
Poté se zřizují otevřené příkopy, dostatečně dimenzované a vyspádované. V tomto
kroku se také zarovnává povrch. Deprese se vyplní, trhliny zadusají tak, aby voda mohla
odtékat a nedocházelo k její infiltraci do podloží. Dno příkopů se dláždí přírodním
kamenem nebo betonovými tvárnicemi. Kámen nebo tvárnice se osazují do pískového
lože, spáry se pak vyplní cementovou maltou nebo drnem. Mohou se použít také
železobetonové tvárnice, které jsou na jednom konci zúžené a teleskopicky se vkládají
do sebe. Jejich výhoda je nepropustnost a také pružné uložení, které zaručí funkčnost
odvodnění i při menších svahových pohybech. Je možné použít i dřevěné žlaby, které se
snadno skládají a přemisťují. Jsou však díky použitému materiálu opravdu pouze
dočasné.
Nad odlučnou plochou sesuvu se někdy zřizují obvodové příkopy. Ty odvádějí vodu
z okolních, výše položených svahů. Je nutno je pravidelně udržovat. Při ucpání nebo
23
porušení příkopu by se v místě hromadila voda, což by vedlo k dalším zatrháváním
svahu a porušení jeho stability.
3.2.2 Hloubkové odvodnění
Ke zvýšení stability svahu je důležité nejen odvedení povrchové vody, ale také snížení
hladiny podzemní vody ve svahu. U zářezů lze pak zvýšit sklon svahu a zmenšit tak
nutný zábor pozemků. Hloubkové odvodnění zvyšuje stabilitu svahu, neboť snížením
HPV dochází ke zmenšení vztlaku vody na smykové ploše, omezí se působení vodního
tlaku a urychlí se rozptýlení pórového tlaku. Prvním opatřením ke snížení HPV může
být čerpání vody ze svislých odvodňovacích prvků a studní. Je to ale finančně náročné a
proto se tato metoda používá pouze krátkodobě. Po provedení geologického a
hydrogeologického průzkumu se navrhne hloubkové odvodnění.
3.2.2.1 Čerpací studně
Etapy geologického a hydrogeologického průzkumu a návrhu hloubkového odvodnění
lze spojit v jednu, zřízením čerpacích studní. Čerpací studně se využijí jednak při
průzkumu a poté k odvodnění. Jejich nevýhodou je průměr vrtu, který musí být 280 až
300mm. Použití je vhodné tam, kde nelze zřídit vodorovné vrty, např. vedle vodních
nádrží, nebo tam, kde by se vodorovné vrty ucpávaly.
3.2.2.2 Drenážní štoly
Dalším způsobem hloubkového odvodnění je použití drenážních štol. Jsou však velice
drahé a proto se používají jen zřídka. Jejich výhodou je dobrý geologický a
hydrogeologický průzkum a možnost zřizování vodorovných vrtů zevnitř štol. Díky
svému velkému průřezu štoly zůstávají funkční a odvádějí vodu i při jejich narušení.
3.2.2.3 Vodorovné odvodňovací vrty
Často používané jsou vodorovné odvodňovací vrty. Oproti odvodňovacím štolám jsou
rychleji vyhotovené. Jejich účinnost může být ale zmenšena hned z několika příčin.
Maximální délka vrtů je 300m, směr vrtu se může odchýlit i o více jak 5m. Řešením
omezené délky vrtu je zřízení mezilehlé jámy, ze které se vrtá na obě strany. Díky
kovovému materiálu mají pažnice vrtů omezenou životnost. Tu lze prodloužit vložením
24
pásu plastových perforovaných trubek dovnitř perforované ocelové pažnice. To je však
kvůli finanční náročnosti málo používané. Vrty lze vyplachovat a předejít tak jejich
ucpání. Vrty by měly dosáhnout až k nejpropustnější vrstvě za svahem. Jinak není
odvodnění tímto způsobem účinné. Jeden dlouhý vrt zasahující do nejpropustnější
vrstvy nelze nahradit několika kratšími vrty. Je dobré s vrtem kus pokračovat i v této
propustné vrstvě, často se načerpá zvýšený přítok vody. Účinnost vodorovných
odvodňovacích vrtů je samozřejmě velice ovlivněna propustností horniny. Odvodnit lze
i neogenní jíly díky tomu, že bývají potrhané a často obsahují vrstvičky písku.
Komplikované bývá odvodnění v plioceních a glacigeních sedimentech, kde se střídají
jílovité, prachovité a jemně písčité vrstvičky a čočky. Metoda zřizování vodorovných
odvodňovacích vrtů závisí hlavně na jejich délce. Krátké vrty na nízkých svazích se
provádí zatlučením perforovaných trubek. Dlouhé vrty se vyhotovují např. vrtáním
valivým dlátem, které je upevněno na soutyčí. Dláto za sebou táhne a spoluotáčí
ocelové perforované trubky pažení vrtu, po skončení vrtu se soutyčí vytáhne a dláto
zůstane vevnitř vrtu. Vyústění vrtu je dobré zakrýt vrstvou štěrku o mocnosti 1,5m a
předejít tak promrzání povrchu svahu.
3.2.2.4 Drenážní žebra
Drenážní žebra lze použít pro mělkou drenáž. Jsou to rýhy vedené po spádnici vyplněné
štěrkem. Hloubka žeber bývá 1 – 2 m. Může však být i větší, běžně bývají žebra
hloubena bagrem, jehož dosah je 3 – 5m. Hlubší rýhy je nutno pažit. Pokud žebro
zasahuje pod smykovou plochu, plní i funkci ztužující.
3.3 Sanace sesuvů rostlinným porostem
Zalesňování a zatravňování sesuvných území patří k závěrečným pracím, kdy je svah
alespoň částečně uklidněn. Předchází tomu povrchové odvodnění, zarovnání povrchu a
zadusání trhlin. Samotné zalesnění může fungovat jako trvalá stabilizace pouze u
mělkých sesuvů. U sesuvů, které mají smykovou plochu hlouběji má zalesnění ale také
svoji úlohu. Odebírá ze svahu povrchovou vodu. Tím se vysuší povrchová vrstva, která
je pak zajištěna hlubokými kořeny stromů. Ve středních polohách jsou nejvhodnější
duby s příměsí habrů, olší, jasanů, dále vrby topoly a osiky. Nad 900m potom klen,
25
jeřáb, břízy, olše a borovice. Nejprve se zasejí traviny a byliny se živými ploty a poté se
vysazují dřeviny. Dle zkušeností je nejlepší trvale smíšený les.
3.4 Zárubní zdi
Dnes jsou zárubní zdi často nahrazovány pilotovými stěnami. Dříve se využívaly
k zajištění svahů výkopů. Jejich vyhotovení je pracnější, je potřeba udržovat příjezd do
nedokončeného výkopu. Z funkčního hlediska můžeme rozlišit tyto typy zárubních zdí:
Nízké zdi chrání patu svahu, zabraňují porušení příkopu a jeho rozbahnění. Tam kde
není dostatek místa pro přísyp v patě svahu, mohou podepírat tyto přísypy. Říká se jim
také tížní nebo gravitační zdi, protože odpor proti zemnímu tlaku je vyvolán převážně
pouze jejich vlastní tíhou. Z toho plynou nevýhody porušení či vybočení zárubní zdi už
při malém zvětšení zemního tlaku, např. vlivem promrznutí jílovité zeminy. Obdobou
jsou srubové zdi používané v horských oblastech. Bývají tlustější, spotřeba betonu je
menší, výplň zdi tvoří hutněné kamenivo s velkým úhlem vnitřního tření.
Jako ochrana vozovek proti odpadávajícím úlomkům skal je vhodná srubová zeď
s písčitým nadnásypem. Ten brzdí nárazy padajících kamenů. Po zásypu zdi se v koruně
může zřídit berma, u nižších svahů se může vyhotovit za příkopem.
Poslední skupinou jsou opěrné zdi chránící proti proudovým sesuvům a podobným
pohybům. Pro správnou funkčnost je třeba odvodnit patu sesuvu.
3.5 Svorníky a zemní kotvy
Svorníky jsou poměrně krátké kotevní tyče. Obvykle jsou používány k zabránění
rozvolnění líce skalního nebo poloskalního svahu. Osazují se do hustého rastru, působí
v tahu i smyku. Zpravidla se po celé délce svorníku provede zálivka. Tzv. pasivní
svorníky kotví rozpukané, ale jinak pevné horniny bez již přítomné smykové plochy.
K předepnutí svorníků dochází při vzniku smykové plochy vlivem zvětšení objemu
horniny. Tam, kde smyková plocha už existuje, se musí svorníky předepnout utažením
kotevních matek. Z toho vyplývá, že je důležité včasné načasování osazení svorníků.
Hlavy svorníků se upínají pomocí kotevních desek. Pod menšími kotevními deskami se
26
hornina ulamuje a rozpadává. Proto jsou častěji používány větší spojité kotevní desky,
tzv. kotevní žebra.
Zemní kotvy jsou buď pramencové, nebo tyčové. Bývají hluboké a působí jako táhla.
Skládají se z hlavy, volné délky a kořene neboli kotevní délky. Podle doby svého
působení se kotvy dělí na dočasné a trvalé s funkcí delší než dva roky. Podle způsobu
namáhání kořene na kotvy s kořenem taženým nebo tlačeným. Pro účel zajištění zářezu
je nejvhodnější použití trvalé kotvy pramencové. Tyčové kotvy mají omezenou délku na
cca 12 metrů kvůli dopravě. Používají se dva typy trvalých pramencových kotev, které
se navzájem liší konstrukcí a antikorozní úpravou.
U prvního z nich má každý pramenec zvlášť svoji volnou a kořenovou délku. Pramence
jsou potaženy pryžovým povlakem, nařezány na příslušné délky a následně jsou
pramence ve své kořenové části zbaveny pryžového povlaku. Dále se na pramenec
navlékne PE trubka o průměru 20 mm, která je připáskovaná na začátku volné délky.
Prostor mezi pramencem a PE trubkou se zainjektuje, konec kořene se opatří botkou
z umělé hmoty. Na stavbě se z pramenců montují kotvy pomocí mažetové trubky z PE
profilu 32/3,6 mm s manžetami po 0,5 m.
Druhý typ se skládá z holých pramenců Lp 15,5 mm. Pramence jsou spojeny po cca 2m
lepící páskou. Mezi ně se vloží 2 PE trubičky. Jedna slouží k plnění kořenové části
kotvy a druhá k odvzdušnění při plnění kořenové části. Dále se navlékne PE trubka
s vyřezaným závitem na volnou délku a druhá, vrubovaná PE trubka na kořenovou část.
Navzájem se sešroubují a přepáskují a upraví se špička kotvy z plastbetonu. Kotva se
opatří manžetovou trubkou a vkládá se do vrtu opatřeného zálivkou. Kořenová část se
vyplní cementovou suspenzí, plnění je považováno za dokončené, pokud
z odvzdušňovací hadičky vytéká suspenze. Takto se mohou vyhotovit kotvy s max 6
pramenci. Pokud je potřeba větší únosnosti, jednotlivé kotvy se vkládají do jednoho
vrtu.
27
Obr. 3.1: Pramencová kotva Dywidag
Technologie provádění kotev se skládá z těchto částí:
- Zhotovení maloprofilového vrtu
- Vyplnění vrtu zálivkou
- Výroba, doprava, manipulace a osazení kotvy
- Injektáž kořene, v případě potřeby reinjektáž nebo předinjektáž okolní
základové půdy
- Napínání kotev, jejich zkoušení, přezkušování
3.6 Pilotové a štětové stěny
Pilotové stěny se používají místo zárubních zdí. Mají tu výhodu, že se mohou zřídit
před dokončením zářezu a mají menší tloušťku. Na staveništi ale musí být dostatek
místa pro soupravy, kterými se piloty zřizují. Pilotové stěny jsou tvořeny řadou vrtaných
pilot namáhaných na ohyb, respektive mimostředný tlak. Pilotové stěny používané jako
zárubní zdi pro zajištění zářezů se provádějí s velkou osovou vzdáleností pilot, kde a >>
28
d. Mezery mezi pilotami se obvykle volí jako 0,5 – 1,0 d. Mezi pilotami se ze
stříkaného vyztuženého betonu provedou ploché klenbičky. Musí být odvodněné. To se
provádí perforovanými hadicemi z PE, které se umístí na rub pilotové stěny. Pro kotvení
se používají železobetonové převázky hlavové i předsazené v jedné nebo více úrovních
pod hlavami pilot. Převázky se dělají jako průběžné dilatované asi na 20 – ti metrové
úseky. S pilotou musí být pevně spojeny, v případě hlavových převázek pomocí výztuže
vyčnívající z hlav pilot. Tento systém umožňuje díky své tuhosti omezit počet kotev.
Obr. 3.2: Úprava pilotových stěn
Ocelové štětové stěny se používají pouze zřídka. Mají menší tuhost než pilotová stěna.
Proto bývají použity pouze např. u rychlé stabilizace menších plošných sesuvů. Malá
tuhost dovoluje výšku okolo 3,5 m, vyšší štětové stěny už musejí být kotveny. I tyto
stěny vyžadují odvodnění ze svého rubu. Díky použitému materiálu se také přenáší
hlouběji účinek mrazu, proto je vhodné svah i konstrukci stěny překrýt přísypem proti
promrzání.
29
Obr. 3.3: Příklad kotvené pilotové stěny – pilotová stěna na silnici 464 u Bílova
30
4 MONITORING, M ĚŘÍCÍ TECHNIKA
4.1 Využití geotechnického monitoringu
Observační metoda je využití monitoringu, kdy se pomocí jeho výsledků projekt či
stavební postup upravuje. Observační metodu lze výhodně použít tehdy, pokud není
proveden podrobný geotechnice průzkum v potřebném rozsahu. V takovém případě je
vypracován pouze základní stavební projekt bez podrobného řešení, který se během
výstavby postupně upravuje podle výsledků monitoringu neboli kontrolního sledování.
Lze tak dosáhnout ekonomičtějšího řešení stavby. Principem observační metody je
kontrolní sledování odpovědi horninového masivu na inženýrský zásah přímým
měřením, následuje zpětná analýza skutečného chování systému hornina – stavba a
přijímání opatření na jejím základě. Jednotlivými kroky observační metody jsou:
1) Jednoduchý průzkum pro zjištění základních vlastností horninového prostředí
2) Určení pravděpodobných geologických poměrů a předpokládaného chování
horninového masivu v daném prostředí, stanoví se i nejméně příznivé odchylky
od tohoto chování
3) Z předpokladu nejpravděpodobnějších geologických poměrů v místě stavby se
vypracuje projekt na základě pracovní hypotézy o spolupůsobení systému
horninový masiv – konstrukce
4) Výběr sledovaných veličin a jejich výpočet
5) Stanovení hodnot sledovaných veličin pro nejnepříznivější geologické poměry
6) Návrh technických, technologických a bezpečnostních opatření, přijímaných pro
pro stanovení odchylky zvolených veličin od jejich průměrných hodnot
7) Zahájení stavby a sledování odezvy horninového masivu pomocí vybudovaného
systému monitoringu
8) Podle výsledků kontrolního sledováni následuje úprava projektu či navržených
technologií
31
9) Úprava měření průměrného očekávaného chování a možných odchylek na
základě zkušeností a poznatků o vlastnostech horninového prostředí získaných
během stavby
Pokud nejsou splněny výše uvedené kroky a podmínky, pak se jedná o prostý
monitoring. Observační metoda se často používá v tunelovém stavitelství. Příkladem je
využití tohoto postupu při NATM. Hojně využívaná je také při kompenzačních
injektážích, kdy se měří zvedání povrchu terénu nebo konstrukčních prvků, a podle toho
se upravují tlaky injektážích směsí a postup injektování v jednotlivých vrtech a etážích.
Lze ji ovšem využít i pro klasické geotechnice úlohy.
4.2 Měření sil
4.2.1 Siloměry – dynamometry
Existuje několik typů siloměrů. Podle principu měření je můžeme rozdělit na siloměry
s odporovými tenzometry, siloměry s fotoelasticimetrickým čidlem, siloměry pracující
na hydraulickém principu a strunové siloměry.
V geotechnice je nejvíce používaný strunový siloměr, např. k měření sil v kotvách.
Uvnitř těla siloměru je napnutá struna, která se rozkmitá vždy stejným impulzem.
Měřenou veličinou je kmitočet struny, který se mění v závislosti na jejím napnutí.
Struna se napíná tlakem působícím na tělo siloměru.
Na výrobu siloměru je používaná velmi kvalitní ocel. Nejčastější tvar je silnostěnný
válec. Ve svislých stěnách válce jsou vyvrtány otvory, v nichž jsou umístěny struny.
Minimální počet strun je 3, vzájemně jsou pootočeny o 120°. Siloměry s velkou
kapacitou mohou mít až 6 strun. Vevnitř válce se nachází zařízení, které struny
rozkmitává. Siloměr je zespodu i shora uzavřen ocelovými kryty.
Výhody strunového siloměru jsou přesnost, citlivost, časová stabilita, lze je vyrobit ve
vodovzdorném provedení, jednoduše se osazují. Odečty jsou rychlé, odečítat se může i
daleko od těla siloměru. Pokud se struny poškodí, lze je vyměnit. K jeho nevýhodám
patří vyšší cena a potřeba speciálního odečítacího přístroje.
32
Obr. 4.1: Siloměr s otvorem pro měření kotevních sil
4.3 Měření pórových tlaků vody
Piezometry slouží k měření vztlaku a pórových tlaků vody a HPV. Mohou být otevřené
nebo uzavřené. Uzavřené piezometry jsou nazývány také jako měřidla pórového tlaku.
Rozdíl mezi uzavřeným a otevřeným piezometrem spočívá hlavně v tom, že uzavřený
piezometr je v zemině utěsněn tak, že měří pórový tlak, ne volnou hladinu ve vrtu, jako
otevřený piezometr.
4.3.1 Měřidla pórového tlaku
Každé měřidlo pórového tlaku se skládá z těla měřidla, porézního prvku, měřícího čidla,
hadičky nebo kabelu spojující měřidlo s povrchem terénu a odečítací aparatury. Dovnitř
měřidla pórového tlaku vstupuje voda porézním prvkem. Čidlo v nitru měřidla měří tlak
vody. Samotných měřidel je opět několik typů. Jsou to piezometry pneumatické,
hydraulické, odporové, piezoelektrické a strunové. Signál z čidla je k odečítací
aparatuře doveden buď kabelem, nebo v případě hydraulických či pneumatických čidel
hadičkou.
33
Měřidla pórového tlaku se osazují buď do vrtů, nebo na povrch vrstvy sledované zemní
konstrukce v průběhu jejího sypání. Uzavřený piezometr musí být pečlivě obsypán
pískem okolo porézního prvku a utěsněn nad měřidlem ve vrtu. Těsnění je provedeno
z jílu nebo bentonitu. Utěsnění je znesnadněno kabelem nebo hadičkou procházející
k odečítací aparatuře na povrchu terénu. Proto se měřidla osazují do vrtů o malém
průměru, obvykle 100mm, max. 150mm.
4.3.2 Otevřené piezometry
Otevřenými piezometry se měří hladina HPV v propustných a středně propustných
zeminách. Tento přístroj není schopný rozlišit několik různých hladin HPV, měří jen tu
nejvyšší. Hladina podzemní vody může být měřena pásmem s píšťalou nebo měřidly na
principu plováku. Poloha plováku se měří vzhledem ke zhlaví vrtu. Odečet může být
prováděn vizuálně nebo průběžně pomocí automatického odečtu. Piezometry mohou být
jednotrubicové nebo dvoutrubicové.
Jednotrubicový piezometr se skládá z tzv. koncovky neboli dutého válce z porézní
keramiky. Válec má průměr 4 – 5cm a tloušťku stěny 0,6 – 1cm. Méně propustné
zeminy musí mít delší koncovku, tím se zvětší objem zeminy působící na měřidlo.
Kratší koncovka znamená méně vytlačené vody a pomalejší reakci měřidla. Porézní
válec má svrchu zátku s otvorem, do kterého se nasazuje samotná měřičská trubice.
Trubice je vyrobena z tvrdého PVC, vnější průměr bývá 12 – 20 mm, tloušťka stěny 1,5
– 2mm. Jednotrubicové piezometry se hodí k měření HPV v poměrně propustných
zeminách. V málo propustných zeminách je měření zdlouhavé. Jsou ovšem levné a
snadno se osazují i do špatně přístupných míst.
34
Obr. 4.2: Detail jednotrubicového otevřeného piezometru
Dvoutrubicový piezometr je složen z koncovek z porézního materiálu z nichž vedou dvě
trubice k odečítacímu zařízení. To je umístěno co nejníže. Tlak je odečítán pomocí
manometrů. Po osazení koncovek se napojí dvě trubice na měřící stanici, celý systém je
zaplněn odvzdušněnou vodou. Koncovky zachycují tlaky, které se následně přenášejí
pomocí vody v trubicích až k manometrům v měřící stanici. Systém musí mít
odvzdušňovací zařízení, čerpadlo a zásobník vody, aby bylo kdykoli možno systém
proplachovat a plnit odvzdušněnou vodou. Po úpravě koncovek lze dvoutrubicová
hydraulická měřidla použít i pro měření pórových tlaků v zeminách částečně nebo plně
nasycených vodou. Dají se měřit i pórové podtlaky. Trubice spojující koncovku
s odečítajícím zařízením musí být dokonale vzduchotěsná i vodotěsná. Bývají měděné
35
nebo z plastu. Mohou mít i zdvojenou stěnu. Pórové tlaky jsou odečítány
membránovými, nebo v případě malých tlaků rtuťovými manometry. Převýšení
manometru nad piezometrem by nemělo být větší než 5m.
4.4 Měření posuvů na povrchu hornin a objektů
4.4.1 Geodetické metody
Geodetická měření jsou nejběžnějším způsobem sledování polohy stabilizovaných
bodů. Nejčastěji se používá nivelace, trigonometrická měření, přesná délková měření
elektronickými distančními přístroji, měření totálními automatickými optickými
stanicemi a fotogrammetrii. Vhodnost použité metody závisí na rychlosti pohybu,
velikosti měřených polohových změn a přístupnosti terénu.
4.4.1.1 Přesná nivelace
Přesnou nivelací se měří svislé posuny s přesností řádově desetin milimetrů. Využívá se
spolu s dalšími geodetickými metodami. Pokud se měří na povrchu terénu, body by
měly být stabilizovány tak, aby měření nebylo zkresleno objemovými změnami, např.
vlivem promrzání.
4.4.1.2 Trigonometrická měření
Pro tuto metodu je výhodné, pokud jsou k dispozici dva stabilní referenční body mimo
sesuvné území. Musíme znát vzdálenost mezi těmito dvěma referenčními body, ze
kterých se úhlově zaměřují sledované body na sesuvu. Přesnost závisí na přesnosti
stanovení vzdálenosti mezi referenčními body a na úhlech pod kterými se zaměřují body
sesuvu.
36
Obr. 4.3: Trigonometrické měření
37
4.4.1.3 Délková měření elektrooptickými přístroji
Je rychlé, přesné a přitom pohodlné. Přesnost se pohybuje ± miliontin z měřené
vzdálenosti. Kombinuje se s trigonometrickým měřením.
4.4.1.4 Totální samočinné optické stanice
Měří všechny určující veličiny, tzn. Vodorovný úhel, zenitový úhel a vzdálenost.
Dokážou samočinně cílit a měřit skupiny sledovaných bodů, měření vyhodnotit a
případně odeslat.
4.4.1.5 Fotogrammetrie
Pomocí této metody lze sledovat posuvy po celé ploše, ne jen na sledovaných bodech.
Používá se, pokud je terén zbaven vegetace. Fotogrammetrie je mnohem méně přesná.
Pro zachycení prostorového pohybu musíme mít dva stabilní referenční body, na
kterých jsou umístěny kamery.
Všechny uvedené metody se často doplňují jednodušším měřením pomocí pásma a
optického hranolu, např. metodou záměrné přímky. Při tomto postupu se vhodně zvolí
přímka, která má oba své konce na stabilním území a směřuje kolmo na pohyb svahu.
Měří se odchylky od původní polohy bodů na této přímce. Měření se provádí buď
pásmem a optickým hranolem pro vytyčování pravých úhlů nebo teodolitem a nivelací.
V nepřístupném území se můžou použít opakovaná měření polygonových pořadů.
Přesnost je nejmenší ze všech uvedených postupů, řádově ± několik cm.
4.4.2 Přímé měření posuvů
Používá se k měření rozevírání trhlin a puklin, a při sledování svahových pohybů
v odlučných tahových zónách sesuvu. U rychlých větších sesuvů lze využít pásma, měří
se vzdálenost dvou bodů na stabilním území. Každý z bodů je na opačné straně trhliny,
měří se vzdálenost kolmo na puklinu. Pokud není jistý směr pohybu, měří se diagonály
mezi čtyřmi body, na každé straně trhliny jsou umístěny dva body. Jestliže je
požadována větší přesnost měření, používají se deformetry, drátové povrchové
extenzometry a přenosné pásmové extenzometry. Deformetr je principielně nepřenosné
posuvné měřítko. Jeden konec je pevně uchycen na jedné straně pukliny, druhý konec se
38
na druhé straně posouvá kolem pevného bodu, na kterém je připevněno samotné
měřítko.
4.4.2.1 Drátový povrchový extenzometr
Princip drátového povrchového extenzometru je takový, že se přes rozevírající trhlinu
natáhne drát, který je na jedné straně připevněn do referenčního bodu na stabilním
území a na druhé straně je veden přes kladku s odečítacím zařízením umístěným na
posuvném území. Drát je napnut pomocí závaží. Pokud je drátový extenzometr
vícenásobný, stabilizované body na sesuvném území jsou od referenčního bodu různě
vzdálené. Drát je z invarové oceli malé roztažnosti.
Obr. 4.4: Princip drátového extenzometru pro měření na povrchu území
4.4.2.2 Pásmový extenzometr
Pásmový extenzometr je pásmo z invarové oceli vybavené pružinou, která vždy zaručí
stejné napětí pásma. K pásmu je dodáván i kalibrační rám pro teplotní korekce. Měří se
39
mezi dvěma pevnými body s kulovým zhlavím. Výhodou tohoto měření je vysoká
přesnost. Není možný průběžný samočinný záznam dat.
4.4.3 Měření náklonů
Náklony se měří stabilními nebo přenosnými náklonoměry. Ty jsou vybaveny
elektronickými čidly nebo závažím připevněným na lanku. Takto lze měřit průběh
naklánění skalních boků nebo objekty, které se zabořují do měkkého podloží. Z průběhu
náklonu skalních bloku lze vyvodit zakřivení smykové plochy. Přenosný sklonoměr je
sestrojen z podstavné destičky a stojanu se závěsem. Destička je vyrobena z keramiky
nebo bronzu, aby byla odolná vůči změnám teploty. Destička se přibetonuje na stabilní
referenční blok nebo skalní podklad. Na ni se při měření připevní sklonoměr. Ten může
být buď elektronický s čidlem, nebo se skládá ze stojanu a závěsu. Pro zaručení vždy
stejné polohy sklonoměru, má destička zarážky.
4.4.4 Hydrostatická nivelace
Pomocí hydrostatické nivelace se určují svislé posuvy měřených bodů současně na
několika místech. Metoda funguje na principu spojených nádob. Ty jsou rozmístěny na
měřeném místě na klesajícím terénu či konstrukci. Jedna nádoba je osazena na stabilním
referenčním bodu nebo musí být její poloha sledována přesnou nivelací. Nádoby jsou
propojeny soustavou trubek nebo hadic, uvnitř nesmí být vzduch. Hydrostatická
nivelace se používá v podzemí pro měření bodů v podzákladí budov, pod kterými se
provádí podzemní práce, pro řízení kompenzační injektáže nebo při sledování sedání u
vysokých násypů. Většinou je vybavena samočinným záznamem dat.
4.5 Měření přetváření uvnitř horninového masivu ve vrtech
Posuny nebo sedání uvnitř horninového masivu se měří pomocí tyčových nebo
drátových extenzometrů, které jsou trvale osazeny ve vrtu. Klouzavým deformetrem
nebo klouzavým mikrometrem se měří průběžné svislé deformace. Další způsob je
měření vzdáleností magnetických kroužků osazených ve svislém vrtu. Vodorovné
přetvoření se nejlépe zjišťuje inklinometrickou sondou. Existuje také přístroj pro
opakované měření vodorovných a svislých deformací v jednom vrtu, je to např. systém
40
Trivec. Je to kombinace inklinometru a klouzavého mikrometru. Další přístroj je tzv.
reflektometr, není ale tolik přesný.
4.5.1 Tyčový extenzometr
Tyčový extenzometr může být jednoduchý nebo vícenásobný. Jednoduchý tyčový
extenzometr je vlastně tyč zakotvená na dně vrtu. Tyč ve vrtu je vedena v ochranné
trubce až k referenčnímu bodu na zhlaví vrtu. Na zhlaví vrtu se měří posuv povrchu
horninového masivu vzhledem ke kořeni tyče. Měří se posuvným měřidlem, odečtem na
číselníkovém úchylkoměru nebo samočinně dle druhu čidla. Do jednoho vrtu se může
umístit i více tyčových extenzometrů, max. však osm. Jedná se pak o vícenásobné
extenzometry. Kořen každého z nich je umístěn ve vrtu v jiné hloubce. Tímto způsobem
se dá zjistit i přibližná poloha smykové plochy, přesnost závisí na vzdálenosti kořenů
extenzometru. Průměr vrtu dle počtu tyčových extenzometrů je 28 až 110 mm, délka
extenzometru nebývá větší než 50 m. Pro dlouhodobé měření je nutný antikorozní
materiál tyčí, používá se sklolaminát.
Obr. 4.5: Princip fungování tyčového extenzometru
41
Drátové extenzometry fungují podobně. Osazují se do svislých suchých vrtů, lanka jsou
zakotvena v různých hloubkách. Ke zhlaví vrtů k odečítacímu zařízení jsou vyvedeny
pomocí kladek. Drát je napnut pomocí závaží vhodné hmotnosti. Díky tření mezi dráty
nejsou vhodné příliš dlouhé, šikmé nebo vodorovné drátové extenzometry.
4.5.2 Magnetický extenzometr
Magnetické kroužky jsou v různých úrovních osazeny ve vrtu. Mohou být uchyceny
buď mechanicky, nebo jsou osazeny do stěn z pažnic z PVC. Mezikruží mezi pažnicí a
stěnou vrtu je zainjektováno. Vlastním měřením se zjišťuje stlačení vrstev mezi
jednotlivými kroužky. Provádí se spuštěním elektrického čidla, které reaguje na
magnetické pole okolo kroužku. Měří se hloubka od zjištěného magnetického pole ke
zhlaví vrtu. Průměr vrtu je min 60 mm, lépe 100 mm.
4.5.3 Křehké vodiče
Křehkými vodiči lze zjistit polohu smykové plochy, ne však časový průběh sesouvání.
Páskový elektrický vodič je sestaven z 10 až 20 i více rovnoběžných drátků, které jsou
uloženy v polyetylenovém pásku. Drátky mají malou průtažnost. Drátky se po určitých
vzdálenostech propojí vodivými můstky, vzniknou tak elektrické obvody. Vzdálenosti
vodivých můstků jsou zvoleny tak, aby po spuštění pásku do vrtu byly co nejblíže
předpokládané poloze smykové plochy. Vrt se po spuštění pásku zalije cementovou
zálivkou. Zálivka se při vzniku smykových pohybů poruší, elektrický páskový vodič se
také poruší a tím dojde k přerušení elektrických obvodů nacházejících se pod smykovou
plochou. Proměřování elektrických obvodů se provádí na terénu. Z toho vyplývá, že
přesnost metody je rovna vzdálenosti můstků v křehkém vodiči. Jestliže má sesuv více
smykových ploch, tímto měřením zjistíme pravděpodobně pouze tu, na které jsou
pohyby nejrychlejší. K porušení zálivky stačí posuv okolo 1 mm. U hlubokých vrtů, kde
zálivka nemusí být dokonale provedena, to může být i několik centimetrů. Metoda je
zvláště vhodná pro určení smykových ploch rychlých sesuvů do mocnosti 20 až 30 m.
42
Obr. 4.6: Určování smykové plochy křehkými vodiči
4.5.4 Přesná inklinometrie
Vertikální inklinometry jsou nástroje pro měření relativních vodorovných posunů.
Inklinometr tvoří svislý vrt, který je osazen dostatečně tuhou pažnicí buď z PVC, nebo
z hliníkových slitin. Pažnice je ve vrtu zajištěna cementovou zálivkou. Zálivka se
dovnitř vhání tlakem ode dna. Tímto způsobem je eliminováno vlastní sednutí pažnice
ve vrtu. Uvnitř pažnice jsou dvě navzájem kolmé drážky, které zajišťují přesnou polohu
inklinometrické sondy. Spodní konec pažnice slouží jako nulový referenční bod a musí
tak být umístěn mimo deformační zónu pod smykovou plochu. Základem měřícího
systému je inklinometrická sonda opatřená dvěma dvojicemi koleček. Při měření se
43
nejprve sonda spustí až na dno vrtu (na konec pažnice), je připevněna ke kabelu, který
se postupně povytahuje směrem nahoru po určitých vzdálenostech (např. 0,5m). Uvnitř
sondy je umístěn náklonoměr, měří náklon od svislice ve dvou na sebe kolmých
rovinách. Na základě známé délky a náklonu od svislice se vypočte vodorovný posun.
V prvním kroku se sonda umístí do jedné dvojice drážek, poté se otočí o 90° a spustí se
do druhé dvojice drážek. Relativní posunutí v průběhu času je určeno opakujícím se
měřením (alespoň 3x) vždy ve stejných hloubkách a porovnáváním dat měření. Pokud je
dno pažnice perforováno a obsypáno propustnou vrstvou písku, lze měřit hladinu
podzemní vody. Životnost vrtu je určena deformací pažnice. Jestliže je příliš velká,
sonda jí neprojde a měření nelze realizovat. Existují také trvalé inklinometry
s automatickým odečtem hodnot. Využívají se, pokud očekáváme pomalé pohyby. Jejich
použití je nutno zvážit a posoudit z hlediska náročnosti stavby, protože jsou ekonomicky
náročnější.
Obr. 4.7: Princip měření inklinometrickou sondou
44
5 INŽENÝRSKOGEOLOGICKÉ POM ĚRY A PRŮZKUM LOKALITY
5.1 Inženýrskogeologické poměry
5.1.1 Geomorfologie
Řešený úsek dálnice D1 se nachází v provincii Západní Karpaty, subprovincii Vnitřní
západní Karpaty, ve Fatransko-tatranské oblasti, celku Žilinská kotlina, podcelku
Žilinská pahorkatina. Reliéf území je pahorkatinný s členitými svahy, které jsou
porušeny svahovými deformacemi. Reliéf se utvářel v neogénu a pleistocénu, kdy byla
Žilinská kotlina v podhůří Malé Fatry vystavena proluviální erozně – akumulační
činnosti.
5.1.2 Geologie
Z geologického hlediska se Žilinská kotlina řadí do regionu neogenních tektonických
vkleslin, oblasti vnitrohorských kotlin. V třetihorách se v předpolí vnějších flyšových
Karpat současně s miocéními horotvornými procesy zformovala asymetrická čelní
karpatská předhlubeň. Ta byla do středního badenu vyplňována molasovými sedimenty,
avšak její větší část byla překryta flyšovými sedimenty. Žilinská kotlina je tak právě
vyplněna třetihorními souvrstvími flyšové formace.
Z paleogenních hornin se vyskytují převážně jílovce, méně pískovce a slepence. Tyto
horninové formace jsou výrazně porušeny vlivem tektonického vývoje území. Kvartérní
pokryv tvoří fluviální sedimenty – nivní hlíny, písčité nebo štěrkovité hlíny údolních niv
a niv horských potoků, dále deluviofluivální sedimenty – převážně ronové hlíny, písčité
hlíny s úlomky, jemnozrnné písky a splachy ze spraší. Najdeme zde také deluviální
sedimenty vcelku – litofaciálně nerozlišené svahoviny a sutiny.
5.1.3 Hydrogeologie
Podzemní vody jsou v neogenních sedminetech tektonických vkleslin vázané hlavně na
vrstvy štěrku a písku. Vytvářejí artézské vody s vydatností obvykle 1 – 3 l . s-1, zřídka až
45
10 l . s-1. Směrem do hloubky přecházejí do minerálních vod. Podzemní vody v oblasti
kotlin vystupují přes porušené třetihorní podloží z hlubokých artézských nádrží, které
jsou vázané na struktury zkrasovatělých a zvodnělých komplexů vápencovo –
dolomitické formace. Proto mají často zvýšený obsah CO2 a SO4, jsou tedy agresivní a
je nutné stavby proti těmto vodám chránit.
5.1.4 Geodynamické jevy
Převládajícím typem svahových pohybů ve vnitrohorských kotlinách jsou plošné a
proudové sesuvy na svazích pahorkatin, díky boční erozi řek se mohou vyskytnout i
hlubší sesuvy po rotačních smykových plochách. Typické je v tomto území
nahromadění soliflukčních deluvií o mocnosti až 20m v místních depresích, úvalinách a
při úpatí svahů. Tyto zeminy jsou velice náchylné k sesouvání, proto se při stavebních
pracech musí věnovat zvýšená pozornost stabilitě svahu.
5.2 Inženýrskogeologický a hydrogeologický průzkum
5.2.1 Inženýrskogeologické poměry
V rámci podrobného inženýrsko-geologického a hydrogeologického průzkumu, který
byl realizován v roce 1999, bylo v úseku Lietavská Lúčka - Višňové provedeno celkem
8 vrtů, JP – 18, 21, 22A, 22B, 23, 25, 25A, 27, z dřívějšího průzkumu v roce 1996 jsou
pak známy vrty J – 70, 71, 72. V příloze č. 1 je obsažena situace s vyznačenými vrty,
geologická dokumentace vrtů je v příloze č. 2. Byly uskutečněny také průzkumné
šachtice, ŠP – 5 a ŠZ – 17 (roku 1996). Geofyzikální měření proběhlo v profilech GF –
2, 3, 3A, 4. Během průzkumu byly z vrtů odebírány vzorky zemin a hornin a také
vzorky podzemní vody.
V km 0,820 – 1,080 prochází trasa dálnice paleogenním hřbetem s pokryvem
deluviálních nízko až středněplastických jílů tuho – pevné konzistence, mocnosti 0,7 –
1,8 m. Paleogenní souvrství jílovce, pískovce a slepence je zvětralé do hloubky 15 m a
více, v oblasti skalního hřbetu do hloubky 7,5m. Souvrství jeví znaky tektonického
porušení, které se projevuje výskytem lesklých ploch a zbřidličnatělých poloh,
tektonických puklin vyplněných jílem a opracovanými a vyhlazenými úlomky hornin.
46
Tektonicky porušený materiál obsahuje podle výsledků RTG vysoký podíl bobtnavého
minerálu smektitu (příloha č. 4).
V km 1,080 – 1,320 dálnice prochází rozsáhlým, sesuvným územím, které sestává ze
starších, částečně již uklidněných sesuvů v km 1,080 – 1,227 a z mladších recentních
proudových sesuvů v km 1,227 – 1,325, dočasně uklidněných – potenciálního
charakteru. Přirozená geneze vzniku těchto svahových deformací byla podmíněna
v odlučných oblastech geologicko – tektonickou predispozicí. Mocnost sesuvného
deluvia, které má charakter středněplastického jílu a sutě kamenito – jílovité, se nachází
od 2m (J-71) do 6,7m (JP-22A) s kluznou plochou v hloubce 6,7m. Podloží je
v sesuvném území do hloubky realizovaných děl (15m) zvětralé a tektonicky porušené.
Obr. 5.1: Situace
47
5.2.2 Hydrogeologické poměry
V území mimo sesuv bylo zjištěno několik zvodněných horizontů v hloubce od 3,4m do
15,5m. Vyskytují se ve zvětralém pískovci a jílovci, mají vztlakový charakter
s výstupem do úrovně 1,3 m p.t. (JP – 18) až 3,5 m p.t. (J – 70).
Několik zvodnělých horizontů se vyskytuje i v sesuvném území, převážně ve zvětralém
a porušeném podloží, méně v sesuvném deluviu, v hloubce 2,5 m p.t. (JP – 25A) až 8,5
m p.t. (J – 71). Podzemní voda má vztlakový charakter s výstupem do úrovně 2,5 – 5,5
m p.t., v blízkosti vrtu JP – 25 a J – 72 s výstupem do úrovně 0,0 – 1,3 m p.t.. Sesuvné
území je v dílčích depresích zamokřené.
Podle STN 73 12 15 odebrané vzorky vod z vrtů JP – 18, 21, 22B, 27 nejsou agresivní
na betonové konstrukce. Podle STN 03 83 75 pro vysokou konduktivitu (585 µS . cm-1)
vykazuje voda z vrtu JP – 25 agresivitu prostředí na železo zvýšenou – III., ostatní vody
jsou velmi vysoce agresivní – IV. na železo.
5.2.3 Geofyzikální měření
Pro geofyzikální měření byly využity geoelektrické odporové metody SOP – symetrické
odporové profilování a VES – vertikální elektrické sondování. Nejdříve se provedlo
měření SOP s dvěma rozestupy elektrod s krokem 5m. Úkolem SOP bylo ročlenit profil
z hlediska průběhu zdánlivého měrného odporu ρz v horizontálním směru, vyčlenit
stejnorodé úseky, nebo odporově kontrastní prostředí a určit tak mocnost a charakter
kvartérních sedimentů a charakter podloží. Poté byly provedeny sondy VES. Tímto
měřením se horninové prostředí rozčlenilo ve vertikálním směru a určil se tak
litologický charakter horninového prostředí a mocnost jednotlivých vrstev.
5.2.3.1 Geofyzikální profil 3
V izochemickém řezu i na křivkách SOP se projevuje nárůst zdánlivých měrných
odporů s hloubkou, ale také nárůst zdánlivých odporů od VES 206 směrem k VES 1.
V geologicko – geofyzikálním řezu se střídají nízkoodporové vrstvy interpretované jako
jíly (12 – 21 Ωm) a jílovce (13 – 21 Ωm) s vrstvami písčitých jílů (22 – 32 Ωm) a
jílovcovo-pískovcovými vrstvami s převahou jílovců (23 – 56 Ωm). V oblasti
48
nejvýraznějšího nárůstu zdánlivých odporů v místech VES 1 a 2 mají v řezu převahu
jílovcovo-pískovcové vrstvy, přičemž do hloubky 22m (VES 1) jsou vyčleněné
pískovcové vrstvy s interpretovanými měrnými elektrickými odpory 150 Ωm.
Odporové intervaly kvartérních jílů a předkvartérních intenzivně zvětralých jílových a
jílovcovo-pískovcových hornin jsou prakticky stejné. Se zohledněním vrtných prací
byly vyčleněny největší mocnosti kvartérních materiálů v místech VES 4 – 7 (do 6,8 m
VES 5). V podloží kvartéru jsou vyčleněny vrstvy intenzivně zvětralých jílovců (13 –
15 Ωm) a intenzivně zvětralých jílovcovo – pískovcových vrstev s převahou jílovců (23
– 30 Ωm), přičemž jejich spodní okraj je interpretován v loubkách 4,3 m (VES 1) až
15,5 m (VES 7).
Na bázi kvartéru jsou interpretované smykové plochy. Tektonické poruchy jsou
vyčleněny ve vzdálenostech 65, 185 a 200 m.
Obr. 5.2: Geofyzikální profil
49
5.2.4 Geotechnické parametry zemin a hornin
Na základě makroskopického vyhodnocení průzkumných děl a výsledků laboratorních
zkoušek byly zeminy a horniny rozčleněny na jednotlivé inženýrsko-geologické typy.
Těm pak byly přiřazeny normové charakteristiky základových půd, nebo byly vlastnosti
zemin určeny laboratorními zkouškami, viz Tab. 5.2.
Oedometrický modul deformace zvětralého paleogénu byl zjištěn v oedometrickém
přístroji v laboratoři.
Tab. 5.1: Eoed pro PGZV
Hloubka Eoed [MPa]
Sonda [m] Geneze Zatěžovací stupeň [MPa]
0,058–0,110 0,110-0,210 0,210-0,310
JP - 18 4,7 – 4,8 PGZV 6,13 6,38 8,82
50
Tab. 5.2: Charakteristiky základových půd
IG typ
JD - jíl deluviální
JS - jíl sesuvný
SKHS - suť kamenito-
hlinitá sesuvná
PGEL - paleogén deluviální
PGZV - paleogén zvětralý
PGNA - paleogén navětralý
PGTP - paleogén
tektonicky porušený
Charakteristika Symbol Rozměr Normová charakteristika
Přirozená vlhkost objemová wn % 40,40 43,78 35,64 33,42 27,03 21,54 25,62 Přirozená objemová hmotnost ρn g/cm3 2,00 1,93 1,99 2,04 2,05 2,2 - 2,3 2,12 Hustota pevných částic ρs g/cm3 2,70 2,68 2,66 2,68 2,71 2,70 2,68 Pórovitost n % 41,09 44,25 38,35 36,37 34,36 29,09 30,44 Stupeň nasycení Sr % 97,05 100,00 100,00 86,00 78,36 77,03 83,75 Mez tekutosti wL % 54,52 55,17 47,87 48,04 46,00 46,00 46,00 Mez plasticity wp % 25,30 23,97 23,00 23,24 21,65 22,00 21,04 Číslo konzistence Ic - 0,96 0,70 0,96 1,14 0,96 - 1,34 1,56 1,35 Obsah zrn φ < 0,002 mm c % 34,74 29,48 25,67 29,11 25,49 20,58 23,37 0,002 < φ < 0,06 mm m % 54,40 50,27 38,07 54,20 49,04 40,48 48,72 0,06 < φ < 2,0 mm s % 8,92 11,81 13,28 11,49 13,85 19,78 14,05 2,0 mm ˃ φ g % 1,94 8,43 22,99 5,19 11,62 19,15 13,87
Totální smyková pevnost cu kPa 50,00 40,00 50,00 80,00 80,00 70,00 80,00 φu ° 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 12,00 0,00
Efektivní smyková pevnost cef kPa 13,00 16,00 16,00 16,00 16,00 22,00 16,24 φef ° 17,00 15,00 19,00 23,00 22,00 26,00 19,23
Reziduální smyková pevnost crez kPa 0,00 0,00 0,00 0,00 φrez ° 12,0 - 14,0 11,67 21,05 21,00
Modul přetvárnosti Edef Mpa 5,00 4,00 5,00 8,00 10,00 12,00 10,00 Poissonovo číslo γ - 0,40 0,42 0,40 0,40 0,30 0,25 - 0,30 0,35 Únosnost Rdt* kPa 80 - 100 80 - 100 100 - 200 160 - 200 160 - 300 200 - 400 160 - 200
Zatřídění dle ČSN 73 1001 F6 - F8 F6 - F8 F2 - F6 - G5 F6 - F8
R5 - R6/F6 - F8 R4/F2 - F6 F6 - F8 - F2
CI - CH CI - CH CG - CI - GC CL - CI - CH CL - CI - CH CG - CI CI - CH - CG
51
Legenda
40 statisticky zpracované hodnoty laboratorních zkoušek
40 laboratorně zjištěné hodnoty
40 směrné normové charakteristiky pro laboratorně určenou třídu zeminy a
doporučené hodnoty
40* směrné normové charakteristiky pro odhadem určenou třídu zeminy
Rdt únosnost je udávána orientačně jako tabulková únosnost Rdt podle STN 73 1001
pro soudržné zeminy při d=0,8 – 1,5m (b<3)
Na vzorcích zvětralého jílovce (PGNA) a tektonicky porušeného jílovce (PGTP) byly
realizovány zkoušky prostého tlaku v triaxiální komoře.
Tab. 5.3: Pevnost v prostém tlaku
Sonda Hloubka [m] Geneze Prostý tlak σc [kPa]
JP – 18 14,0 – 14,3 PGTP 270
JP – 21 23,0 – 23,5 PGTP 180
JP – 23 26,8 – 27,0 PGNA 152
JP – 25 23,0 – 23,6 PGTP 160
JP - 27 12,6 – 12,8 PGTP 589
Byly provedeny také presiometrické zkoušky IN – SITU, hodnoty presiometrických
modulů a z nich odvozené deformační moduly jsou uvedeny v Tab. 5.4.
52
Tab. 5.4: Deformační moduly
Sonda Hloubka [m] IG typ Ep [MPa] Edef [MPa]
JP – 21 14,7 PGZV 87,74 219,35
JP – 21 19,7 PGTP 68,14 170,35
JP – 23 19,8 PGNA 149,98 197,05
JP – 23 22,3 PGNA 93,61 122,99
5.2.5 Geotechnické rizikové faktory
Ze zhodnocení inženýrsko-geologického průzkumu vyplývají tyto rizikové faktory:
5.2.5.1 Úsek 0,825 – 1,080km
Těleso zářezu se nachází v deluviálních jílech s úlomky o mocnosti 0,7 – 1,8m a ve
zvětralém souvrství jílovce, pískovce a slepence s hloubkou zvětrání 15 m a více,
v oblasti paleogenního hřbetu 7,5m. Tektonicky porušené souvrství obsahuje až 70 %
bobtnavého jílového minerálu smektitu, což představuje riziko nabobtnávání
zářezových svahů. Hladina podzemní vody se nachází v několika úrovních v hloubce
3,4 – 15,5m, ve zvětralém jílovci, váže se taky na polohy pískovce a má vztlakový
charakter. Podzemní voda má velmi vysokou agresivitu na železo.
5.2.5.2 Úsek 1,080 – 1,320km
Zářez je zde hluboký max. 12,5 m, nachází se z části v sesuvném území s kluznou
plochou v hloubce 6,6 m, a z části v rozloženém, zvětralém a tektonicky porušeném
souvrství jílovce, pískovce a slepence. Sesuvné území je v dílčích depresích zamokřené.
Podzemní voda je vztlaková s výstupem do úrovně 2,5 – 5,0 m p.t., ojediněle výše do
1,3 m p.t., má vysokou až velmi vysokou agresivitu na železo.
53
6 METODY VÝPO ČTU
6.1 Stabilita svahu
V této kapitole budou rozebrány některé možnosti řešení stability svahu pomocí metody
mezní rovnováhy. Principem této metody je řešení rovnováhy sil podél uvažované
smykové plochy případného sesuvu. Základní výpočetní postupy jsou:
Rovinná smyková plocha bez HPV – pro nesoudržné zeminy
Pettersonova metoda – pro soudržné zeminy
Bishopova metoda
Výpočet podle Sarmy
6.1.1 Rovinná smyková plocha
Metoda je vhodná pro nesoudržné materiály, jako je např. štěrkopísek nebo uhlí. Pro
každý objemový element na svahu platí stejné podmínky rovnováhy. Stačí spočítat
jeden z nich. Jednotkový element má tíhu γ. Max smyková síla, která může být
aktivována je rovna ∗ ∗
∗ = ∗ ∗
Rovnováha je zachována, pokud tangenciální složka tíhy (aktivní síly) je stejná, nebo
rovna tření (pasivní síly), tedy: ≤ ∗
Pro jednotkový objem:
∗ ≤ ∗ ∗
≤
≤
54
Z rovnice po úpravě vyplývá, že stabilita svahu je zajištěna, pokud sklon svahu α je
menší než úhel vnitřního tření zeminy φef. Stupeň stability je definován podílem
pasivních sil k silám aktivním. Svah je stabilní jestliže F ˃ 1.
= ∗
Obr. 6.1: Rovinná smyková plocha
6.1.2 Pettersonova metoda – kruhová smyková plocha
Tato metoda se používá pro soudržné zeminy. Je vhodná také pro vrstevnaté svahy a
podloží. Podle způsobu výpočtu se Pettersonově metodě říká také metoda proužková.
Smyková plocha je nahrazena kruhovým obloukem poloměru R o středu O. Úloha se
řeší na 1m svahu, tedy jako úloha rovinná. Zemina nad smykovou plochou se rozdělí na
proužky stejné šířky. Řeší se síly, které proužky přenáší na příslušnou část smykové
plochy a určí se výsledný moment pasivních a aktivních sil vzhledem ke středu otáčení.
Neuvažuje se vliv sousedních proužků. Tíha proužků G se rozloží na normálové síly N a
tangenciální síly T. Potom stupeň stability F je roven:
= í í
= ∑" ∗ # + 0,8 ∑∆)∑ − ∑+
55
Obr. 6.2: Pettersonova metoda
Koheze na smykové ploše se uvažuje pouze na 80% délky smykové plochy ∑∆l.
V horní části smykové plochy totiž tíha nepůsobí plnou hodnotou a taky proto, že
v koruně svahu vznikají tahové trhliny. V dolní části mohou působit tangenciální síly
proti usmyknutí T0. Působí jako pasivní, proto se do zlomku dávají do jmenovatele se
záporným znaménkem.
6.1.3 Bishopova metoda – kruhová smyková plocha
Od Pettersonovy metody se liší zavedením vlivu sil sousedních proužků. Principem
metody je momentová a svislá silová podmínka rovnováhy. Smyková plocha je opět
kruhová o poloměru R a středu O. Zjednodušená Bishopova metoda předpokládá nulové
smykové síly mezi bloky xi. Stupeň stability FS se získá postupným iterováním vztahu:
, = 1∑ . ∗
∗ / ∗ 0 + ". − 1 ∗ 0# ∗ 2 + 2 ∗ ,
56
Obr. 6.3: Bishopova metoda
ui -pórový tlak na bloku
ci, φi - efektivní parametry zemin
Wi - tíha bloku
αi - sklon úseku smykové plochy
bi - šířka bloku
6.1.4 Sarma – polygonální smyková plocha
Je to obecná proužková metoda mezní rovnováhy. Oblast zeminy nad smykovou
plochou se rozdělí na bloky, které obecně mohou mít různý sklon. Principem je pak
rovnováha sil i momentů na těchto blocích.
57
Obr. 6.4: Statické schéma – Sarmova metoda
Ei - meziblokové síly
Ni - normálové síly na smykové ploše
Ti - smykové síly na smykové ploše
X i - smykové síly mezi bloky
zi - polohy působišť sil
l i - polohy působišť sil
Kh - faktor vodorovného zrychlení
Všechny síly jsou rozloženy na vodorovné a svislé síly Fxi , Fyi. Faktor vodorovného
zrychlení Kh je do výpočtu zaveden pro uvedení bloku do rovnováhy. Mezi faktorem Kh
a stupněm stability F existuje závislost, pomocí níž se stupeň stability počítá. Obvykle
je Kh rovno nule. Nenulovou hodnotou Kh lze vyjádřit vodorovné zatížení terénu, např.
zemětřesení.
Ve výpočtu mezní rovnováhy je celkem 6n-1 neznámých, n je počet bloků, na které se
dělí zemina nad smykovou plochou. K vyřešení je potřeba 5n-1 rovnic. Jsou to
vodorovné součtové podmínky, svislé součtové podmínky, momentové podmínky na
blocích, vztahy mezi normálovými a smykovými silami podle Mohr – Coulombovy
58
teorie. Nejprve je potřeba odhadnout n-1 neznámých, aby se problém stal staticky
určitým. Malou nepřesnost působí odhad působišť sil Ei. Hlavním výsledkem je hodnota
faktoru Kh.
Stupeň stability se do výpočtu zavede redukováním parametrů c a tgφ. Pro redukované
parametry se opět provede výpočet a získá se tak faktor Kh pro daný stupeň stability.
Iterační výpočet se opakuje, dokud nezískáme nulovou hodnotu faktoru vodorovného
zrychlení Kh nebo hodnotu zadanou.
59
7 NÁVRH OPATŘENÍ A ŘEŠENÍ STABILITY ZÁ ŘEZU
7.1 Sanační opatření a technologický postup prací
Řešení stability zářezu bylo navrženo v rizikovém km 1,119. Tímto místem prochází
geofyzikální řez profil 3 a byly zde v rámci průzkumu vyvrtány sondy JPI 14, JP 22 – A
a JP – 22 B. Podle toho byl vytvořen inženýrsko-geologický profil zemin. V řezu jsou
smykové plochy starších, částečně uklidněných sesuvů.
7.1.1 Odvodnění
Hladina podzemní vody dosahuje v sesuvném území 2,5 m až 5,5 m pod terénem.
Snížením HPV dojde ke snížení vztlaku a přitížení smykových ploch a tím ke zvýšení
stupně stability svahu. Vhodným řešením je povrchové odvodnění pomocí drenážních
žeber a příkopů spolu s horizontálními odvodňovacími vrty, které zajistí hloubkové
odvodnění tělesa svahu. Jsou navrženy dva vějíře odvodnění. Vrtů je celkem 10,
v každém vějíři po 5. Vějíř s vyústěním u km 0,900 má vrty pod úhlem 2 - 6° od
horizontu pod azimutem 15 - 100° od severního azimutu. Vrty druhého vějíře jsou
navrženy pod úhlem 3 - 8° od horizontály, a pod azimutem 25 - 335° od severního
azimutu ve směru hodinových ručiček. Délka vrtů se pohybuje okolo 150 - 190 m.
Vějíře odvodňovacích vrtů budou doplněny o dvě výškové úrovně odvodňovacích vrtů,
vyústěných na povrchu zářezu. Osová vzdálenost těchto vrtů je 12 m, délka vrtů 15 m,
sklon 10° od horizontály. Vrchní řada vrtů bude oproti spodní posunuta o 6 m. Voda
z odvodňovacích vrtů bude odvedena pomocí povrchového rigolu. Vyústění vrtů bude
na povrchu chráněno proti promrzání štěrkovým přísypem.
60
Obr. 7.1: Schéma odvodňovacích vrtů
7.1.2 Navržená konstrukce a hloubení zářezu
Zajištění zářezu bylo navrženo pomocí kotvených svahů. Hloubka zářezu v řešeném km
1,119 je v ose komunikace 14 m, výška levého svahu 19,38 m a pravého svahu 8,47 m.
Oba svahy jsou navrženy ve sklonu 1:1,25. Levá strana zářezu je kotvena celkem v šesti
úrovních, pravá ve dvou úrovních. Kotvy jsou navrženy jako trvalé pramencové kotvy
typu Lp 15,5/1800. Horizontálně jsou od sebe kotvy vzdáleny po 3 m, vertikální rozteč
je různá. Kotvy jsou umístěny v zákrytu nad sebou, jejich účinek bude roznesen pomocí
monolitických kotevních žeber. Terén mezi kotevními žebry bude zajištěn georohoží
s následným zatravněním např. od firmy Maccaferri, produktem řady MacMat pro
ochranu proti erozi a opláštění zemních svahů. Zemina bude odebírána postupně
v sedmi fázích.
V první fázi se nejprve odebere zemina v místě každé druhé kotvy do hloubky 2,38 m
v šířce 3 m. Tím vznikne pracovní plošina o šířce cca 3 m, ze které se budou zhotovovat
kotvy. Po vyhotovení kotevního žebra se vytvoří maloprofilový vrt pro kotvu délky 20
m, ve sklonu 20° od horizontály, osazení kotvy, proinjektování kořene a předepnutí
61
kotvy na 750 kN. Takto se provede každá druhá kotva. Poté se vytěží zbytek zeminy
mezi pracovními plošinami a stejně se zhotoví i mezilehlé kotvy.
Ve druhé fázi se bude postupovat podobně. Odebere se další 2,2 m zeminy na úroveň
lavičky, která je široká 3 m, v místě každé druhé kotvy, napojí se kotevní žebro a stejně
jako v první etáži budou postupně zhotoveny kotvy. Takto se bude postupovat i
v dalších čtyřech fázích, v poslední sedmé fázi se odtěží zbylých 1,8 m a tím se zářez
dostane až na úroveň zemní pláně. Během páté, šesté a sedmé fáze se bude odtěžováním
zeminy tvarovat i pravá strana zářezu, který bude v páté a šesté fázi kotven stejným
postupem jako je uvedeno výše.
Hloubení zářezu bude probíhat postupně i pod původní hladinou podzemní vody, která
bude postupně klesat. Vytékající voda se však bude muset z pracovních žeber odvést
pryč. Proto se zhotoví provizorní rigoly, které vodu odvedou z pracovního prostoru na
líc svahu. Během postupného hloubení zářezu se provedou také odvodňovací žebra ve
vzdálenosti 6 m hloubky 1,5 m, které budou kryty georohoží.
Tab. 7.1: Navržené kotvení levého svahu
Hl.
zářezu
[m]
Hl. kotvení
[m] Počet
lan
Celková
délka
[m]
Délka
kořene
[m]
Sklon
[°]
b [m] Předpínací
síla F [kN]
2,38 1,28 8 20 10 20 3 750
4,58 3,48 8 20 10 20 3 750
6,78 5,58 8 22 10 20 3 750
10,38 9,38 8 22 10 20 3 750
13,98 12,98 8 22 10 20 3 750
17,58 16,58 8 22 10 20 3 750
62
Obr. 7.2: Schéma navrženého řešení
7.1.2.1 Stabilizace zářezu pomocí pilotové stěny
Zajištění zářezu bylo zvažováno také jako kombinace kotvené pilotové stěny a
kotvených svahů. Piloty ve stěně měly průměr 1,2 m, vzdálenost mezi pilotami byla 1,8
m. Délka pilotové stěny byla 18,5 m, z toho hloubka v zemině 10,5 m. Byla kotvena ve
třech úrovních. Svahy byly upraveny ve sklonu 1:1,25, výšky cca 4,5 m. Horní svah byl
kotven ve dvou úrovních, spodní svah v jedné úrovni. Toto řešení se však ukázalo jako
nevhodné kvůli velkým kotevním silám a příliš velkým deformacím pilotové stěny.
Kotevní síla v třetí kotvící etáži po dokončení poslední fáze výstavby byla 894,3 kN i
přesto, že vodorovná vzdálenost kotev v této etáži byla 0,9 m. Maximální deformace po
dokončení pilotové stěny dosáhla 35 mm, v průběhu výstavby až 45,2 mm (u vlastního
výpočtu mezních tlaků bylo nastaveno neredukovat). Z těchto důvodů byla stabilizace
zářezu pomocí pilotové stěny vyhodnocena jako nevyhovující. Navíc, tato varianta by
byla ekonomicky náročnější. Statický výpočet z programu Pažení posudek je uveden
v příloze B.
Obr. 7.3: Řešení s využitím pilotových stěn
63
7.2 Statický výpočet
Výpočty byly provedeny v programu GEO 5. Program GEO 5 je sestaven z mnoha
dílčích programů řešících jednotlivé geotechnické úlohy. Fungují na bázi analytických
postupů i metodě konečných prvků. V této diplomové práci byly použity dílčí programy
Stabilita svahu, Pažení návrh a Pažení Posudek. Ručním výpočtem byly samostatně
posouzeny kotvy na vytažení a únosnost kořene kotev.
7.2.1 Vstupní parametry zemin
Protože se jedná o trvalou konstrukci zářezu, byly pro výpočet použity efektivní
parametry zemin, v okolí smykových ploch reziduální parametry. Parametry zemin byly
dále upraveny tak, aby se stupeň stability svahu na smykových plochách starších,
částečně uklidněných sesuvů pohyboval okolo 1,1, tedy na hranici stability. Rozložení
zemin v řezu je znázorněno na Obr. 7.4, jejich parametry v Tab. 7.2.
Tab. 7.2: Parametry zemin
γ [kN/m3] ϕef [°] cef [kPa] γsat [kN/m3]
PGZV 20,5 11 0 21,03
PGTP 21,2 19,23 16,24 21,69
JD 20 17 13 20,01
SKHS 19,9 7 0 20,23
PGNA 22,5 26 22 23
Obr. 7.4: Rozložení zemin v řezu
64
7.2.2 Fáze výpočtu
Jednotlivé fáze výstavby byly počítány pro tři smykové plochy zjištěné během
inženýrsko-geologického průzkumu. Smykové plochy jsou znázorněny na Obr. 7.5.
Dalším výpočtem byla kontrolovaná smyková plocha na svahu zářezu, a to optimalizací
podle Bishopa. Výpočet byl proveden se zadanými délkami kotev. To znamená, že do
výpočtu je zaveden pouze vliv kotev, které zasahují za smykovou plochu. Délky kotev
prvních třech etáží byly zvoleny tak, aby se jejich kořenová část, tedy 10 m, nacházela
za smykovou plochou.
Obr. 7.5: Smykové plochy
Stupně stability pro dané smykové plochy původního svahu byly v první fázi spočítány
s HPV a ve druhé fázi bez ní. Ve třetí až deváté fázi byl postupně odebírán zářez a
předepínány kotvy dle výše uvedeného postupu. S hloubením zářezu byla postupně
snižována hladina podzemní vody. V šesté fázi dojde k přerušení smykových ploch A-
A´, B-B´, C-C´. První dvě etáže kotvení drží především sesuv na smykových plochách
A až C. Další etáže kotvení drží zářezový svah.
65
Obr. 7.6: Fáze výpočtu
66
Tab. 7.3: Dosažené stupně stability
fáze A – A´ B – B´ C – C´ Optimalizovaná
smyková plocha
1 1,10 1,10 1,14 -
2 1,32 1,16 1,31 -
3 1,21 1,51 1,24 1,99
4 1,39 3,17 1,40 1,89
5 1,80 - 1,83 1,63
6
- 20,25
1,56
7 1,52
8 1,49
9 1,52
7.2.3 Posouzení kotev na vytažení kořene kotvy z horniny
7.2.3.1 Levá strana zářezu
Kotvy jsou navrženy jako 8 – pramencové, pramence φ 15,5/1800, průměr vrtu pro
osazení kotvy je 175 mm. Rozmezí plášťového tření pro poloskalní horniny R6 je 0,2 –
0,6 MPa, bylo zvoleno 0,2 MPa.
plocha A = 141,5 mm2 průměr pramence d = 15,5 mm
napětí na mezi pevnosti fp = 1800 Mpa
napětí na mezi fp0,2 fp0,2 = 1532 MPa
plášťové tření τi = 0,2 Mpa průměr vrtu d = 175 mm
délka kořene Lk= 10 m počet pramenců n= 8
předpínací síla P0= 750 kN
67
char. únosnost kotvy proti vytažení
Ra,k= 1099,0 kN
návrhová únosnost kotvy proti vytažení
Ra,d= 999,1 kN
charakteristická konstrukční únosnost kotvy
Ri,k= 1508,0 kN
navrhová konstrukční únosnost kotvy kN
Ra,d= 1117,1
návrhová únosnost proti vytažení
Ra,d= 999,1 kN
Ra,d > P0
999,1 > 750 kN => vyhovuje
síla na mezi pevnosti táhla
kN
Pt,k= 2037,6 kN
0,6 Pt,k= 1222,6 kN
0, Pt,k > P0
1222,6 > 750 kN => vyhovuje
7.2.3.2 Pravá strana zářezu
Kotvy jsou navrženy ze stejného materiálu jako 4 – pramencové, délka kořene je 7 m, předpínací síla 350 kN.
char. únosnost kotvy proti vytažení
Ra,k= 769,3 kN
návrhová únosnost kotvy proti vytažení
Ra,d= 699,4 kN
ikka LdR τπ ***, =
1,1/,, kada RR =
15,1/** 2,0pik fAnR =
35,1/,, kida RR =
35,1/;1,1/min ,,, kikada RRR =
pkt fAnP **, =
ikka LdR τπ ***, =
1,1/,, kada RR =
68
charakteristická konstrukční únosnost kotvy
Ri,k= 754,0 kN
návrhová konstrukční únosnost kotvy kN
Ra,d= 558,5
návrhová únosnost proti vytažení
Ra,d= 558,5 kN
Ra,d > P0
558,5 > 350 kN => vyhovuje
síla na mezi pevnosti táhla
Pt,k= 1018,8 kN
0,6 Pt,k= 611,3 kN
0, Pt,k > P0
611,3 > 350 kN => vyhovuje
7.3 Kontrolní sledování
Kontrolní sledování svahu by mělo zaznamenat vývoj jeho přetváření v čase. Využívá se
měření posuvů na povrchu i uvnitř horninového masivu. Sleduje se vývoj smykových
ploch, změny polohy HPV a pórových tlaků. Síly v kotvách je vhodné sledovat
dynamometry.
Pro měření posuvů na povrchu terénu lze využít polohového měření triangulací nebo
moderních optických automatických stanic, které v daných časových intervalech měří
polohu geodetických bodů, data vyhodnocují a porovnávají s předchozím stavem. Je
zapotřebí sledovat nejen oblast možného sesuvu, ale území rozšířit zejména nad
odlučnou oblastí. Klasická nivelace se využívá hlavně v akumulační oblasti sesuvu či
tam, kde lze předpokládat vytlačování hornin pod jeho akumulační částí. Oblasti, ve
kterých dochází k největším pohybům, se sledují trhliny pomocí přesných pásmových
extenzometrů. Profily by měly být navrženy tak, aby kolmo protínaly hlavní trhliny a
bylo tak možné sledovat rozevírání každé z nich.
15,1/** 2,0pik fAnR =
35,1/,, kida RR =
35,1/;1,1/min ,,, kikada RRR =
pkt fAnP **, =
69
Uvedené metody měření posuvů je nutné doplnit vizuálními prohlídkami, které by měly
být dostatečně časté a pečlivé. Sledují se hlavně nově vznikající trhliny v odlučných
oblastech, dále místa, kde se hromadí nebo ze svahu vytéká voda a rozhraní, kde se
mění mechanismus porušování a přetváření svahu. Při prohlídkách je možné využít
jednoduchou metodu měření pomocí záměrné přímky nebo hadicovou vodováhu ke
sledování svislých posuvů. Na vhodných místech se zřizují měrná místa, kde se měří
průtočné množství vody.
Polohu smykových ploch a vývoje posuvů podél nich je třeba sledovat pomocí
inklinometrických vrtů. Tímto způsobem je možno zjistit i více smykových ploch
nacházejících se v jiné hloubce a rychlost pohybů na nich probíhajích.
K měření vodního režimu v soudržných zeminách je vhodné použít měřidlo pórového
tlaku. K reakcím na změny vodního režimu dochází s různě velkým zpožděním a to má
pro kontrolu stability svahu zásadní význam. U zářezů ve vodou nasycených nebo
polonasycených soudržných zeminách může po jejich vyhotovení dojít k poklesu
pórového tlaku, který ale bývá dočasný. Později se pórový tlak může vrátit k původním
hodnotám a to způsobí ztrátu stability svahu. Pórové tlaky mohou růst vlivem
přitěžování soudržných zemin nebo během dlouhého období dešťových srážek. Pokles
stability pak bývá postupný a dlouhodobý. V tomto případě se používá měřidlo
pórového tlaku, které se umisťuje do míst, kde předpokládáme největší změnu pórového
tlaku nebo vznik smykových ploch. Pórové tlaky se snižují pomocí odvodňovacích vrtů.
U vyústění odvodňovacích vrtů se proto měří množství vytékající vody v závislosti na
čase a na srážkách. Je třeba dávat pozor, aby se vrty neucpávaly.
Další příčinou změn stability svahu v čase je progresivní porušování a následné
přerozdělování vnitřní napjatosti uvnitř svahu. Vlivem progresivního porušování se
mění mechanické vlastnosti hornin. Obvyklé je dlouhodobé pomalé přetváření
horninového masivu, které někdy může ustat nebo naopak vést k rychlé ztrátě stability
svahu.
70
Obr. 7.7: Návrh kontrolního sledování
71
8 ZÁVĚR
Úkolem diplomové práce pod názvem Zajištění hlubokého zářezu byl návrh sanačních
opatření k zajištění zářezu. Těleso zářezu se nachází na Slovensku, v Žilinském kraji,
okresu Žilina, na plánovaném úseku dálnice D1 Lietavská Lúčka – Dubna Skala o
celkové délce 13,5 km. Stavba se nachází v sesuvné oblasti a s přihlédnutím k složitým
inženýrsko-geologickým podmínkám i významnosti stavby je v teoretické části práce
věnovaná pozornost sesuvným pohybům a jejich sanacím a kladen důraz na kontrolní
sledování stavby po celou dobu její životnosti.
Pro řešení stability zářezu byly uvažovány dvě varianty: kotvená pilotová stěna a
zajištění zářezu pomoci kotvených svahů včetně návrhu odvodnění. Pilotová stěna
vykazovala velké deformace (až 45,2 mm), a také vycházely nepřiměřeně velké síly
v kotvách (až 894,3kN). Proto byla, i vzhledem k ekonomické náročnosti, jako
výhodnější alternativa zvolena varianta postupného kotvení zářezu.
Výpočet byl proveden pomocí softwaru Geo5, studentské verze. Parametry zemin v
oblasti smykových ploch byly zadány jako reziduální, tak, aby se stupeň stability na
smykových plochách, zjištěných během geotechnického průzkumu pohyboval okolo
1,1, tedy na hranici stability. Dále bylo navrženo postupné kotvení, tak, aby byl svah ve
všech fázích výpočtu stabilní.
Ve výpočtu byla uvažována maximální hladina podzemní vody, která se průběžně s
hloubením zářezu snižovala. Snížením HPV dochází ke zvýšení stupně stability, což
bylo ověřeno ve druhé fázi výpočtu. Proto bylo navrženo hloubkové odvodnění
zemního tělesa pomoci horizontálních odvodňovacích vrtů.
Účinnost sanačních opatřeni je potřeba doložit kontrolním sledováním, kterým bychom
měli získat informace o reakci sesuvu na inženýrský zásah. Zářez je potřeba průběžně
udržovat, aby vyhověl stabilitním požadavkům i v dlouhodobém horizontu. To je
obzvláště důležité u odvodňovacích vrtů, které se musí udržovat průchozí po celou dobu
životnosti stavby.
72
SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJ Ů
[1] ZÁRUBA, Q., MENCL, V. Sesuvy a zabezpečování svahů. Vydání 2. Praha:
Academia, 1987. 340s.
[2] ROZSYPAL, A. Kontrolní sledování a rizika v geotechnice. Vydání 1.
Bratislava: Jaga group, 2001. 198s. ISBN 80-88905-44-3
[3] NEMČOK, A. Zosuvy v slovenských Karpatoch. Vydání 1. Bratislava:
Slovenská akademia vied, 1982. 320s.
[4] WEIGLOVÁ, K. Mechanika zemin. Vydání 1. Brno: Akademické nakladatelství
CERM, 2007. 186s. ISBN 80-7204-507-5
[5] MASOPUST, J. Speciální zakládání staveb, 1. díl. Vydání 1. Brno: Akademické
nakladatelství CERM, 2004. 141s. ISBN 80-214-2770-1
[6] MASOPUST, J. Speciální zakládání staveb, 2. díl. Vydání 1. Brno: Akademické
nakladatelství CERM, 2006. 150s. ISBN 80-7204-489-3
[7] MASOPUST, J. Navrhování pažících konstrukcí, Příručka k ČSN EN 1997.
2006. 100s.
[8] ČSN EN 1997-1 Eurokód 7: Navrhování geotechnických konstrukcí – Část 1:
Obecná pravidla. Praha: Český normalizační institut, 2006, 138s.
[9] ČSN EN 1997-1 Eurokód 7: Navrhování geotechnických konstrukcí – Část 2:
Průzkum a zkoušení základové půdy. Praha: Český normalizační institut, 2007,
161s.
[10] BOND A., HARRIS A. Decodinc EC 7. USA: Taylor & Francis, 2008, 598s.
[11] FINE s.r.o.. [online]. dostupné z: <http://www.fine.cz/>
[12] Štátný geologický ústav Dionýza Štúra. [online]. Mapový portal. dostupné z:
<http://geology.sk>
73
[13] VUT FAST v Brně, Ústav geotechniky. [online]. Svahové pohyby, sesuvy.
dostupné z: <http://geotech.fce.vutbr.cz/studium/mech_hornin/mhig_8.pdf>
[14] DYWIDAG Systems International. [online]. Lanové kotvy. dostupné z: <http://www.dywidag-systems.com/uploads/media/DYWIDAG-Lanove_kotvy_01.pdf>
[15] Maccaferri. [online]. Georohože. dostupné z:
<http://www.maccaferri.sk/produkty/geosyntetika/georohoze/14824-1.html> [16] Dialnice a tunely na Slovensku. [online]. dostupné z: <http://dialnice.szm.com/>
74
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOL Ů
cef [kPa] efektivní koheze
cu [kPa] totální koheze
crez [kPa] reziduální koheze
ϕef [ ] efektivní úhel vnitřního tření
ϕu [ ] totální úhel vnitřního tření
Φrez [ ] reziduální úhel vnitřního tření
Edef [MPa] deformační modul
Eoed [MPa] edometrický modul
Ep [MPa] presiometrický modul
Ic [-] stupeň konzistence
Ip [-] index plasticity
n [%] pórovitost
Rdt [kPa] tabulková únosnost základové půdy
Sr [%] stupeň nasycení
wn [%] přirozená objemová vlhkost
wL [%] mez tekutosti
wp [%] mez plasticity
ρn [kg.m-3] objemová hmotnost v přirozeném uložení
ρs [kg.m-3] zdánlivá hustota pevných částic
σc [kPa] pevnost v prostém tlaku
F [ - ] stupeň stability
ui [ kPa ] pórový tlak na bloku
75
ci, ϕi efektivní parametry zemin
Wi [ kg*m-3] tíha bloku
αi [ ° ] sklon úseku smykové plochy
bi [ m] šířka bloku
Ei [ kN ] meziblokové síly
Xi [ kN ] smykové síly mezi bloky
zi,li [ m ] polohy působišť sil
Kh [-] faktor vodorovného zrychlení
76
SEZNAM PŘÍLOH
Příloha A Statický výpočet – stabilita postupně kotveného svahu
Příloha B Statický výpočet – posouzení pilotové stěny
Příloha C Geologický popis vrtů
Příloha D Situace průzkumných děl
Příloha E Geofyzikální profil 3
Příloha F Inženýrskogeologický řez v 1,119 km
Recommended